BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH PROBIOTIC CỦA MỘT SỐ CHỦNG
VI SINH VẬT PHÂN GIẢI QUORUM SENSING TRONG
ƯƠNG NUÔI CÁ CHẼM VÀ NGHIÊN CỨU
PHỐI CHẾ TẠO CHẾ PHẨM VI SINH

Ngành học : CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Sinh viên thực hiện : MAI HƯNG KIÊN
Niên khóa : 2006 - 2010

Tháng 07 năm 2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH PROBIOTIC CỦA MỘT SỐ CHỦNG
VI SINH VẬT PHÂN GIẢI QUORUM SENSING TRONG
ƯƠNG NUÔI CÁ CHẼM VÀ NGHIÊN CỨU
PHỐI CHẾ TẠO CHẾ PHẨM VI SINH

Hướng dẫn khoa học

Sinh viên thực hiện




TÓM TẮT
Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng, việc ức chế quá trình “quorum sensing”
đã được đề nghị như là một bước tiếp cận mới để kiểm soát hệ vi sinh trong nuôi trồng
thủy sản. Thuật ngữ “quorum sensing” được hiểu là quá trình giao tiếp giữa các tế bào
vi khuẩn bằng cách tiết ra phân tử tín hiệu AHL (N-acyl homoserine lactone). Vậy
việc ngăn quá trình quorum sensing được xem như một phương án chiến lượng mới để
chống lây nhiễm bệnh trong nuôi trồng thủy sản.
Đề tài “Đánh giá đặc tính probiotic của một số chủng vi sinh vật phân giải
quorum sensing trong ương nuôi cá chẽm và nghiên cứu phối chế tạo chế phẩm vi
sinh”. Các chủng vi sinh vật sử dụng trong nghiên cứu được định danh và phân lập từ
hệ tiêu hóa cá chẽm, có khả năng phân hủy N-acyl homoserine lactone và ức chế
Vibrio gây bệnh trong điều kiện kiểm soát hệ vi sinh ở hệ thống ương nuôi cá chẽm từ
1 – 30 ngày tuổi nhằm nâng cao tỷ lệ sống của ấu trùng cá chẽm. Từ đó chúng tôi
nghiên cứu phối chế tạo chế phẩm vi sinh từ các hỗn hợp vi khuẩn này để sử dụng
trong các trại giống.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, các hỗn hợp vi khuẩn này đều an toàn đối với ấu
trùng cá chẽm từ 1 – 30 ngày tuổi, riêng hỗn hợp 1 (Ch102, Ch104) có hiệu quả nâng
cao tỷ lệ sống của cá chẽm hương 30 ngày tuổi có ý nghĩa thống kê so với đối chứng,
vì vậy hỗn hợp này đã được tuyển chọn để sản xuất chế phẩm vi sinh. Chúng tôi đã tạo
thành công chế phẩm vi sinh dạng bột từ hỗn hợp 1 với chất mang là tinh bột tan. Chế
phẩm có mật độ vi khuẩn khoảng 109 CFU/g.

ii


SUMMARY
Recently, disruption of quorum seneing was suggested as a new strategy for
microbial control in aquaculture. The term “quorum sensing” has emerged as a process

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................................... 3
2.1.

Tình hình nghiên cứu sinh sản nhân tạo và ương nuôi cá chẽm ................ 3

2.1.1.

Tình hình nghiên cứu trên thế giới............................................................. 3

2.1.2.

Tình hình nghiên cứu trong nước ....................................................... 3

2.2.

Tổng quan về probiotics............................................................................. 5

2.2.1.

Các nhóm vi sinh vật được sử dụng trong thành phần chế phẩm .............. 6

2.2.2.

Cơ chế tác dụng của các vi sinh vật trong probiotic .................................. 7

2.2.3.

Công dụng của chế phẩm probiotic trong nuôi trồng thủy sản .................. 7

2.2.4.


2.5.

Tổng quan về thiết bị lên men ................................................................. 16

2.5.1.

Định nghĩa và phân loại thiết bị phản ứng sinh học .................................. 16

iv


2.5.2.

Giới thiệu về fermenter sử dụng cho mục đích nghiên cứu ....................... 16

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................. 17
3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ...................................................................... 17
3.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 17
3.3. Vật liệu , dụng cụ và thiết bị nghiên cứu ........................................................... 17
3.3.1. Vật liệu nghiên cứu........................................................................................... 18
3.3.2. Dụng cụ và trang thiết bị nghiên cứu ............................................................... 19
3.3.3. Hóa chất dùng trong thí nghiệm ....................................................................... 19
3.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 19
3.4.1.

Chuẩn bị tảo và luân trùng ......................................................................... 21

3.4.2.


3.4.8 .

Phương pháp lên men, phối chế và xác định thời gian bảo quản tối ưu .... 31

3.4.9 .

Phương pháp thu thập và sử lý số liệu ....................................................... 33

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 31
4.1

Kết quả .............................................................................................................. 31

4.1. 1

Các chỉ tiêu thủy lý, hóa ............................................................................ 35

4.1..2

Chỉ tiêu Vibrio tổng số ............................................................................... 37

4..1..3

Các chỉ tiêu tăng trưởng của cá .................................................................. 39

4.1.4

Kết quả lên men, phối chế và thời gian bảo quan của chế phẩm ............... 40

4.2

E.M

Chế phẩm các vi sinh vật hữu hiệu – Effective Microoganims

TCBS

Thiosunfat-citrat-Bile-Salt-Sucrose

TSA

Tryptone Soy agar

TSB

Tryptpne Soy Broth

VEM

Vietnamese effective microorganisms

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 3.1 Các dòng vi khuẩn probiotic dùng trong đợt thí nghiệm ........................... 29
Bảng 3.2 Bố trí các nghiệm thức của đợt thí nghiệm................................................. 28
Bảng 3.3 Phối chế hỗn hợp Ch102 và Ch104 với chất mang ................................... 31

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1 Hệ thống quorum sensing của Vibrio harveyi ............................................ 12

xuất được những con giống nhân tạo nhưng nguồn giống giáp xác và cá biển vẫn chưa
đáp ứng được nhu cầu của người nuôi. Ngày nay việc sử dụng chất kháng sinh, thuốc,
các chất kích thích đang diễn ra rất phổ biến trong các trại sản xuất giống. Tình hình
này rất đáng lo ngại về sự ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến chất lượng đàn giống
như: giảm sức đề kháng, suy thái giống và tạo ra những dòng vi khuẩn kháng
thuốc…Thực tế tỷ lệ sống của ấu trùng qua các giai đoạn ương nuôi lên con giống còn
rất nhiều biến động.
Do vậy, cần phải có giải pháp để tránh lạm dụng thuốc, hóa chất mà vẫn nâng
cao đươc tỷ lệ sống của ấu trùng. Tăng cường chất lượng đàn giống đang là một vấn
đề bức thiết. Có nhiều giải pháp được đưa ra nhưng việc sử dụng chế phẩm vi sinh là
một giải pháp tốt để quyết định sự phát triển bền vững của các mô hình nuôi trồng
thủy sản hiện nay.
Hiện nay trên thị trường trong nước, những chế phẩm vi sinh trong nuôi trồng
thủy sản đa số được nhập ngoại với giá thành cao. Đây cũng là một điều cần được
quan tâm, bởi vì về mặt sinh học thì liệu chúng ta có chắc chắn rằng các vi sinh vật
trong những chế phẩm này khi được sử dụng trong điều kiện khí hậu và môi trường
nước ta nó có phát triển tốt hay là sẽ bị bất hoạt hoặc phát triển yếu, chưa nói là có thể
có một số vi sinh vật mang những gene đột biến, gene lạ sẽ tác động xấu đến môi
trường biển Việt Nam.
Trước những tình hình đó chúng tôi mong muốn tạo ra một chế phẩm vi sinh
trong nuôi trồng thủy sản với giá thành thấp, chất lượng tốt để góp phần nhỏ vào sự
phát triển bền vững của ngành nuôi trồng thủy sản. Với mục đính trên chúng tôi thực
hiện nghiên cứu đề tài: “Đánh giá đặc tính probiotic của một số chủng vi khuẩn phân
hủy quorum sensing trong ương nuôi cá chẽm và nghiên cứu phối chế tạo chế phẩm vi
sinh”.

1


1.2. Yêu cầu

trong vấn đề sản xuất giống nhân tạo. Đến năm 1985, mỗi năm tại Thái Lan sản xuất
trên 100 triệu con giống, riêng Trạm thuỷ sản Satul mỗi năm cấp trên 30 triệu con
(Kungvankij, 1984). Một số nước có tiềm năng nuôi trồng thủy sản như Indonesia,
Philipine, Trung Quốc, Nauy… cá chẽm được sản xuất và nuôi thương phẩm với quy
mô công nghiệp trong ao đất, nuôi lồng trên biển với mật độ từ 2 – 6 con/m3, năng suất
đạt 10 - 80 tấn/ha. Như vậy, giống nhân tạo đã trở thành nguồn chủ yếu cho các trại cá
biển ở các nước này (Dương Quang Diệu, 1994).
2.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Cá chẽm được đưa vào nghiên cứu, thử nghiệm sinh sản nhân tạo tại trường Đại
học Cần Thơ, Đại học thuỷ sản Nha Trang từ những năm 1994, công trình này mở ra
triển vọng phát triển mạnh mẽ công tác nghiên cứu ứng dụng để xây dựng quy trình kỹ
thuật sản xuất giống các loài cá biển khác có giá trị kinh tế cao bằng con đường sinh
sản nhân tạo. Trong quy trình kỹ thuật nuôi vỗ cá chẽm (cá vược) bố mẹ trong hệ
thống lồng nuôi trên biển và bể xi măng nước chảy tuần hoàn với hệ thống lọc sinh
học. Tỷ lệ cá có thể tham gia sinh sản đạt 100%. Quy trình kỹ thuật ấp nở trứng cá,
ương nuôi cá bột thành cá giống quy mô sản xuất thương mại với tỷ lệ sống đạt 38%
3


sử dụng chủ yếu các loại thức ăn sống. kích thích cá vược sinh sản tự nhiên trong hệ
thống bể xi măng với hệ thống lọc sinh học bằng việc sử dụng kích dục tố (tỷ lệ đẻ
trứng đạt 100%) hoặc kích thích bằng các yếu tố sinh thái (tỷ lệ đẻ trứng đạt 95%). Sau
đó Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản II cũng tiến hành nghiên cứu sinh sản nhân
tạo cá chẽm. Năm 2000, Viện đã nghiên cứu thành công và xây dựng quy trình công
nghệ sản xuất giống cá chẽm, khép kín quy trình từ việc thuần dưỡng và nuôi vỗ cá bố
mẹ thành thục trong bể ximăng, kích thích sinh sản, ương cá bột lên cá giống. Sau khi
thành công Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản II đã tiến hành chuyển giao cho một
số tỉnh ven biển. Từ đó, các Công ty, Doanh nghiệp Tư nhân cũng như các Trại sản
xuất giống theo quy mô hộ gia đình đã đưa đối tượng này vào sản xuất đại trà (Hoàng
Minh Nguyệt, 2007).

1989 Parker lại định nghĩa thêm cho rõ: Probiotic là những sinh vật (chủ yếu là vi
khuẩn) có khả năng cộng sinh (hoặc hợp sinh) trong đường ruột có tác dụng cân bằng
hệ vi sinh vật trong đó có một số tác dụng hữu ích cho vật chủ. Do vậy, probiotic có
nghĩa là “phòng ngừa” hay “dự phòng”.
Nghiên cứu ứng dụng probiotic mới được chú ý trong 20 năm trở lại đây, nhưng
tác dụng của nó nhận thấy từ lâu. Elie Metnhicoff là người đầu tiên đặt nền móng cho
việc sử dụng probiotic. Năm 1908, ông đề nghị sử dụng vi khuẩn lactic
(Lactobacterium delbruekii spp bulgaricus) để kéo dài tuổi thọ cho con người. Ngày
nay chế phẩm probiotic được sử dụng khá hiệu quả trong chăn nuôi đặc biệt là trong
nuôi tôm, trồng trọt, bảo vệ sức khoẻ, bảo vệ môi truờng. Tuy nhiên việc dùng chế
phẩm này vào nuôi trồng thuỷ sản (tôm, cua, cá nhuyễn thể…) mới bắt đầu trong hơn
thập kỷ gần đây.
Tại Nhật Bản, với chế phẩm probiotic có tên là E.M. (chế phẩm các vi sinh vật
hữu hiệu – Effective Microoganims) do giáo sư, tiến sỹ TeRuo Higa, Trường Đại học
Ryukyus, Okinawa, Nhật Bản đề xuất năm 1980. Trong chế phẩm này có khoảng 80
loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí thuộc các nhóm: vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic
nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn. 80 loài vi sinh vật này được lựa chọn từ 2000 loài được
sử dụng phổ biến trong công nghệ thực phẩm và công nghệ lên men, trong chăn nuôi,
trồng trọt cũng như bảo vệ môi trường đều cho kết quả khả quan. Đến nay chế phẩm
này được hơn 80 nước và vùng lãnh thổ sử dụng, đặc biệt là khu vực Châu Á và Thái
Bình Dương trong đó có Trung Quốc, Hàn Quốc, Thái Lan và Việt Nam (Lương Đức
Phẩm, 2007).

5


2.2.1. Các nhóm vi sinh vật được sử dụng trong thành phần chế phẩm
probiotic
Chế phẩm vi sinh là tập hợp các chủng vi sinh vật có ích. Đó là các tế bào sống
của các chủng vi sinh vật, sống hợp sinh và sinh sản ra một số hợp chất có tác dụng

Trước những yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng trong và ngoài nước
đối với các mặt hàng thực phẩm thủy sản là “An toàn - Chất lượng” nên đòi hỏi người
nuôi phải tăng cường các biện pháp phòng bệnh cho các mô hình nuôi của mình để hạn
chế bệnh phát sinh. Đây cũng là một biện pháp nhằm hạn chế dư lượng các loại hóa
chất và kháng sinh cấm sử dụng trong sản phẩm thủy sản vượt quá giới hạn cho phép
theo các quy định của thị trường quốc tế. Chế phẩm probiotic là những sản phẩm có
chứa một vài các nhóm vi sinh vật (là những loài vi khuẩn sống có lợi) như nhóm:
Bacillus sp., Lactobacillus sp., Nitrosomonas sp., Nitrobacter sp., Clostridium sp…
Ngoài ra, trong thành phần của một số chế phẩm probiotic có chứa các Enzyme (men
vi sinh) như Protease, Lipase, Amylase …có công dụng hỗ trợ tiêu hóa và giúp hấp thu
tốt thức ăn để trộn vào thức ăn cho cá. Các chế phẩm probiotic được sản xuất ở 3
dạng: dạng viên, dạng bột và dạng nước.
Khi đưa chế phẩm probiotic vào môi trường nước ao, các vi sinh vật có lợi sẽ
sinh sôi và phát triển rất nhanh trong môi trường nước. Sự hoạt động của các vi sinh
vật có lợi sẽ có tác dụng cho các ao nuôi thủy sản như:
1, Phân hủy các chất hữu cơ trong nước (chất hữu cơ là một trong nhiều nguyên
nhân làm môi trường nước bị ô nhiễm), hấp thu xác tảo chết và làm giảm sự gia tăng
của lớp bùn đáy.
2, Giảm các độc tố trong môi trường nước (do các chất khí: NH3, NO2, H2S…
phát sinh), do đó sẽ làm giảm mùi hôi trong nước, giúp tôm cá phát triển tốt.
3, Ức chế sự hoạt động và phát triển của vi sinh vật có hại (do các loài vi sinh
vật có lợi sẽ cạnh tranh thức ăn và tranh giành vị trí bám với vi sinh vật có hại). Trong
môi trường nước, nếu vi sinh vật có lợi phát triển nhiều sẽ kìm hãm, ức chế, lấn át sự
phát triển của vi sinh vật có hại, do đó sẽ hạn chế được mầm bệnh phát triển để gây
bệnh cho tôm cá.
4, Giúp ổn định độ pH của nước, ổn định màu nước do chế phẩm probiotic hấp
thu chất dinh dưỡng hòa tan trong nước nên hạn chế tảo phát triển nhiều, do đó sẽ
7



các loại phụ phẩm của ngành nông nghiệp. Do đó giá thành của probiotics giảm xuống
8


nhiều và cũng giúp cho vật nuôi tiêu hóa tốt hơn, giảm tỉ lệ bệnh và góp phần cải thiện
môi trường.
Viện Sinh học Nhiệt đới đã thành công trong việc nghiên cứu và sản xuất chế
phẩm probiotic BioII gồm hỗn hợp các vi sinh vật sống và enzyme tiêu hóa dùng trong
nuôi trồng thủy sản. Chế phẩm này đã được khảo nghiệm trên ao nuôi tôm sú ở các
tỉnh cho kết quả khả quan và được Công ty thuốc thú y và nuôi trồng thủy sản đưa ra
thị trường (Võ Thị Hạnh và ctv, 2004).
Các nhà khoa học tại Viện hóa học các hợp chất thiên nhiên đã nghiên cứu và
sản xuất thành công chế phẩm EBS2 để bổ sung vào thức ăn trong nuôi trồng thủy sản.
EBS2 có vai trò quan trọng như những vitamin kích thích trong quá trình sinh trưởng
của các đối tượng nuôi trồng thủy sản. Kết quả thử nghiệm với cua biển cho thấy trong
22 ngày đầu lô cua dùng thức ăn tổng hợp có bổ sung EBS2 đạt tốc độ tăng trưởng
3,5%. Trong khi đó lô không bổ sung EBS2 có tốc độ tăng trưởng là 0,9% và lô dùng
thức ăn tự nhiên có tốc độ tăng trưởng là 0,5% (Phòng hóa sinh biển, 2001).
Ngoài ra, chế phẩm sinh học Biochie bao gồm một số chủng thuộc chi Bacillus
(Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus licheniformis) và Lactobacillus
(Lactobacillus acidophilus). Chúng có chức năng phân hủy hợp chất hữu cơ bằng cách
tiết ra các enzyme như protease, amylase. Chúng còn có khả năng tổng hợp chất kháng
khuẩn làm giảm số lượng vi sinh vật gây bệnh phát triển quá mức như Vibrio,
Aeromonas…. Sử dụng chế phẩm sinh học Biochie để xử lý nước nuôi tôm cá có tác
dụng làm giảm lượng bùn hữu cơ, giảm chu kỳ thay nước và cải thiện môi trường
(tăng oxi hòa tan, giảm COD, BOD). Bên cạnh đó, còn có tác dụng giảm đáng kể tỷ lệ
chết, tỷ lệ còi cọc, tăng sản lượng và giảm mùi hôi của ngư trường (Vũ Thị Thứ và ctv,
2004a).
Ngoài những chế phẩm probiotic trên, chế phẩm sinh học BioF có chứa chủng
Lactobacillus acidophillus được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản có tác dụng tăng

Việc sử dụng các chế phẩm vi sinh đã mang lại nhiều lợi ích cho người nuôi
như: sẽ giảm được vất vả, tăng lợi nhuận và ý thức hơn về việc bảo vê môi trường
xung quanh; đối với vật nuôi thì mang lại sự khỏe mạnh, sức đề kháng tốt hơn với
bệnh tật, tốc độ tăng trưởng nhanh hơn,…và cải thiện được môi trường nuôi. Tuy
nhiên, người nuôi cần chú ý đến những thông tin về sản phẩm có thể hỏi ý kiến của các
chuyên gia, tránh lạm dụng quá mức hay sử dụng các chế phẩm vi sinh không phù hợp
tại Việt Nam.

10


2.3. Tổng quan về quorum sensing
2.3.1. Định nghĩa quorum sensing
Quorum sensing là một cơ chế hoạt động do sự thể hiện quá trình kết hợp gen
của vi khuẩn trong một phương thức phụ thuộc mật độ. Quá trình này phụ thuộc vào
quá trình sinh sản. Sự phát hiện và phóng thích của các phân tử hóa học tín hiệu gọi là
điều khiển tự động (Miller & Bassler, 2001). Nhiều quá trình trong thế giới vi khuẩn
được điều tiết bởi quorum sensing, bao gồm quá trình cộng sinh, sản xuất kháng sinh,
tự tạo thành màng sinh học, hiện tượng phát sáng sinh học, và động lực của vi khuẩn
gây bệnh (Lazdunski và ctv, 2004).
Trong thế giới vi khuẩn tồn tại cả hai loại ngôn ngữ quorum sensing, ngôn ngữ
phổ biến và ngôn ngữ đặc hiệu, cho phép vi khuẩn giao tiếp trong cùng một loài và
giữa các loài. Quá trình quorum sensing ở vi khuẩn Gram âm được điều khiển bởi
phân tử tín hiệu AHL (N-acyl-homoserine lactone). Ở vi khuẩn Gram dương, quá trình
quorum sensing được điều khiển bởi các phân tử oligopeptide có chiều dài 5 – 17
amino acid.
2.3.2. Sự phân hủy sinh học quá trình quorum sensing ở vi khuẩn gây bệnh
Một trong những tiếp cận trong việc ức chế quorum sensing của vi khuẩn gây
bệnh là việc phân lập những vi khuẩn probiotic có khả năng phân hủy quorum sensing.
Đã có khá nhiều nghiên cứu về việc sử dụng những vi khuẩn có khả năng sử dụng


enzyme có thể ức chế phân tử AHL đã được khám phá ở các loài vi khuẩn thuộc nhóm
ß-Proteobacteria (Zhang và ctv., 2002), α-Proteobacteria (Uroz và ctv., 2003) và γProteobacteria (Uroz và ctv., 2003) cũng như ở một số lòai thuộc nhóm vi khuẩn Gram
dương (Dong và ctv., 2002). Những lòai vi khuẩn này có thể khóa hệ thống quorum
sensing của những loài vi khuẩn cạnh tranh để đạt được ưu thế chọn lọc. Ví dụ như, đó

12


là trường hợp của những vi khuẩn sinh sống ở gần các vi khuẩn điều khiển quá trình
tiết ra chất kháng sinh thông qua quorum sensing (Pierson và ctv., 1998). Quá trình ức
chế thật sự các hợp chất tín hiệu có thể được xúc tác bởi hai lọai enzyme: AHL
lactonase và AHL acylase. Bên cạnh đó, enzyme acylase của các sinh vật bậc cao cũng
có thể ức chế các phân tử AHL (Xu và ctv., 2003).
Từ những kết quả đạt được bằng cách sử dụng những kỹ thuật bẻ gãy hệ thống
quorum sensing của vi khuẩn gây bệnh cho thấy rằng đây là một biện pháp đầy hứa
hẹn thay thế cho sử dụng kháng sinh trong việc chống lại sự nhiễm khuẩn. Cách tiếp
cận này cũng có thể có giá trị trong nuôi trồng thủy sản, khi mà mối liên hệ giữa
quorum sensing và sự thể hiện yếu tố động lực của một số vi khuẩn gây bệnh ở động
vật thủy sản đã được chứng minh.
2.4. Tổng quan về công nghệ lên men
2.4.1. Định nghĩa về lên men (Fermentation)
Lên men được bao gồm hai nghĩa khác nhau:
Theo nghĩa sinh hóa: lên men sinh hóa là quá trình phân giải đường
(hydratcarbon) tạo thành các hữu cơ đơn giản và năng lượng, mà trong đó có hydro
được tách ra từ cơ chất (thường là glucid) và được chuyển đến chất nhận điện tử cuối
cùng là chất hữu cơ trung gian. Đây là quá trình lên men kị khí, sự có mặt oxy sẽ ức
chế quá trình lên men. Thuộc loại này có lên men rượu, lên men lactic. Quá trình này
được áp dụng để chế biến các loại thực phẩm lên men.
Theo nghĩa kỹ nghệ: lên men kỹ nghệ là quá trình chuyển hóa các hydratcarbon

Nguồn muối vô cơ: đảm bảo các yếu tố N, K, P và các nguyên tố vi lượng:
Urea, Sulphatamon (NH4)2SO4, (NH4)2HPO4, H3PO4, KH2PO4, KHPO4, KCL, H2SO4,
CaCO3, MgSO4, FeSO4, MnSO4, ZnSO4.
Nguồn carbon: rỉ đường (mật mía hay mật củ cải đường không kết tinh được
trong quá trình sản xuất đường), Malt trích ly, tinh bột, detri, dịch kiềm sulphit,
cellulose, dầu thực vật (dầu đậu nành, dầu dừa, dầu phọng (dầu phá bọt), dầu hạt bông,
methanol và carbuhydro dầu hỏa…
Nguồn nitơ hữu cơ: sử dụng cao ngô, dịch chiết nấm men, peptone.

14


2.4.3. Kỹ thuật lên men

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình lên men.
2.5. Tổng quan về thiết bị lên men
2.5.1. Định nghĩa và phân loại thiết bị phản ứng sinh học
Định nghĩa: các thiết bị thực hiện những biến đổi sinh hóa với sự tham gia của
vi sinh vật hoặc enzyme trực tiếp gọi là thiết bị phản ứng sinh học hoặc fermenter.
Fermenter dạng đơn giản nhất chính là một tế bào hay một vi sinh vật và lớn nhất có
thể đến hàng ngàn vài ngàn mét khối hay dạng trung gian từ phòng thí nghiệm (đĩa
petri) đến cơ thể động vật, bình lắc trong nhân giống, hoặc dạng bán công nghiệp.
Phân loại: trong công nghiệp công nghệ sinh học có nhiều loại fermenter với
cấu trúc khác nhau, hoạt đông theo những phương thức không giống nhau nên có thể
phân loại theo nhiều phương pháp: theo kết cấu phối trộn người ta chia fermenter
thành: fermenter có cánh và không có cánh khuấy, khuấy bằng sục khí …; theo cơ cấu
trao đổi nhiệt chia thành: trao đổi nhiệt bằng ống xoắn, bằng vỏ bọc …; theo nguyên
lý hoạt động chia thành: Fermenter hoạt đông liên tục, fermenter hoạt động gián đoạn
và bán liên tục; theo hình dạng chia thành: fermenter dạng thùng và dạng tháp; theo
mô hình cấu trúc dòng: fermenter khuấy lý tưởng, đẩy lý tưởng, chuỗi thiết bị khuấy,