Đề tài Công nghệ lên men: Sản xuất dextran

Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 9 I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DEXTRAN: 1. ðịnh nghĩa: Dextran là polymer sinh học, là phức hệ gồm các nhánh glucan (là polysaccharide của các D-glucose ñược nối với nhau bằng liên kết glucoside). Chuỗi dextran có ñộ dài khác nhau từ 10 – 100 kDa và cấu trúc nhánh khác nhau tùy thuộc vào các vi sinh vật và ñiều kiện nuôi cấy. Dextran chỉ ñược tổng hợp từ ñường sucrose và bằng vi khuẩn acid lactic, ñiển hình là Leuconostoc mesenteroides B-512F và Streptococus mutans, không tổng hợp ñược từ các ñường khác, nếu có thì nó chỉ là nguồn carbon cho vi sinh vật. Dextran có tính nhớt nội tại, dễ tan trong nước, methylsulfide…và là dung dịch ñiện li bền, pH không ảnh hưởng ñộ tan của dextran. 2. Cấu tạo của Dextran: Chuỗi mạch thẳng (mạch chính) gồm các phân tử glucose liên kết nhau bằng α-1,6 glucoside, trong khi nhánh bắt ñầu từ các liên kết α-1,3 glucoside (trong một vài trường hợp cũng có liên kết α-1,2 hay α-1,4). Hình 1: Cấu trúc của dextran Cấu trúc chủ yếu của Dextran B-512F là một chuỗi các phân tử glucose liên kết bằng α-1,6 và có nhánh là phân tử glucose ñơn mà liên kết với chuỗi Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 10 trên bằng α-1,3. Có thể hiểu chuỗi polymer này như chiếc lược: mỗi nhánh glucose α-1,3 ñơn như răng lược, trong khi chuỗi α-1,6 giống như xương sống của lược. 3. Cơ chế hình thành dextran: Các vi sinh vật chuyển cơ chất thông qua chuyển hóa nội bào thành các hợp chất trung gian rồi thành polymer, ñó là với polysaccharide bình thường. Còn với dextran thì khác, cơ chất nhờ vi sinh vật chuyển thành sản phẩm, bên ngoài tế bào vi sinh vật, không thông qua chất trung gian nội bào. Với sucrose, nhờ hệ enzyme dextransucrase loại bỏ fructose, chuyển glucose lên phân tử chất nhận ñã ñược liên kết với enzyme (1,6- α -D-glucosyl)n + sucrose
(1,6- α -D-glucosyl)n+1 + fructose Hình 2: Cơ chế hoạt ñộng của enzym dextransucrase Enzyme tạo ra fructose và glucose từ sucrose, fructose ñược loại bỏ còn glucose thì ñược kết hợp tạo phức. C6-OH của phân tử chất nhận nối với C1 của phân tử glucose, kết quả hai gốc glucose liên kết nhau bằng α-1,6 glucoside. ðộ dài chuỗi phụ thuộc vào phân tử chất nhận, sẽ kết thúc khi phân tử chất nhận giải phóng chuỗi polymer khỏi enzyme. Trong quá trình tổng hợp dextran, các gốc glucosyl còn sót chuyển thành gốc tự do có vai trò như chất nhận ảnh hưởng tới phản ứng tổng hợp này. Chúng tác dụng với enzyme – glucosyl hay enzyme – dextranosyl ñể tách enzyme ra khỏi glucose hay dextran ñồng thời tạo liên kết Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 11 với glucose hay dextran này tại vị trí enzyme ñược giải phóng. Khi chất nhận là dextran cao phân tử, C3 của chất nhận sẽ kết hợp với C1 của phức glucosyl – enzyme hay dextranosyl – enzyme ñể giải phóng glucose hay dextran. Kết quả hình thành mạch nhánh liên kết α-1,3 glucoside giữa dextran chất nhận với dextran hay glucose vừa giải phóng enzyme. Cũng có trường hợp liên kết này là liên kết α-1,2 glucoside nhưng rất ít gặp. 4. Ứng dụng của dextran: Dextran ñược sử dụng như chất khởi ñộng hay chất trung gian trong các quá trình khác nhau như trong thực phẩm, công nghệ nhiếp ảnh, công nghệ sản xuất hóa chất: – Trong công nghệ: người ta tổng hợp dextran gọi là Sephadex ñược dùng ñể phân riêng, sắc ký lọc gel, tinh sạch protein. – Trong thực phẩm: dextran ñược sản xuất nhờ Lactobacillus brevis ñể tạo các tinh thể tibicos hay ñồ uống lên men như Kefir (sản phẩm lên men từ sữa) ñược cho là có lợi cho sức khỏe. Dextran còn ñược sử dụng ñể ngăn chặn quá trình kết tinh ñường, cải thiện khả năng hút ẩm, duy trì hương và hình dạng của thực phẩm. Ngoài ra dextran còn làm chất ñồng hóa, chất ổn ñịnh, chất tạo màng trong bảo quản và chế biến thực phẩm. – Trong nhiếp ảnh: cải thiện chất lượng lớp tráng bạc. – ðặc biệt dextran ñược ứng dụng nhiều trong y học:  ðược sử dụng như chất chống vón cục trong sự lưu thông máu và giảm ñộ nhớt trong máu giúp máu lưu thông dễ dàng, tránh nghẽn mạch máu (Dextran 40).  Dextran có ñộ dài và hình dáng giống albumin, người ta thủy phân không hoàn toàn dextran nhằm thay thế protein của huyết tương (Dextran 70).  Dextran ñược sử dụng như là chất làm tăng thể tích huyết tương.  Dextran sulfate dùng ñể chống vi sinh vật.  Dextran sắt ñược sử dụng chữa trị thiếu sắt ở người.  DEAE – dextran dùng ñể giảm cholesterol và triglyceride.  Dextran ñược dùng như chất bôi trơn khi có vật lạ rơi vào mắt. Thay thế máu trong trường hợp khẩn cấp khi không có sẵn máu. Tăng mức ñường trong máu Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 12 II. NGUYÊN LIỆU: 1. ðường tinh luyện: a. Khái quát chung về ñường tinh luyện: Ngày nay, quá trình sản xuất ñường tinh luyện gồm 2 quá trình chính:  Sản xuất ñường thô từ cây mía (hoặc củ cải ñường).  Quá trình tinh luyện ñường thô. b. Sơ lược quy trình sản xuất ñường tinh luyện:. Trong quá trình sản xuất ñường thô, thân cây mía ñược chặt thành những phần nhỏ sau ñó mía ñược ép thành nước. Phần xác còn lại ñược loại bỏ. Nước mía sau ñó ñược lọc, một phần bởi lắng, một phần bằng cách gia nhiệt và thêm vôi vào. Kết quả là tạo những khối xốp lắng xuống ñáy rồi ñược loại bỏ ñể tăng ñộ trong. Trong nhiều nhà máy sản xuất ñường , SO2 ñược thổi vào dịch ép ñể tẩy trắng giúp ñường có màu sáng hơn. Dịch lọc sau ñó sẽ ñi qua một hệ thống làm bốc hơi ñể loại bỏ nước (chiếm 85% trong dịch ép mía). Từ ñó tạo nên một dung dịch ñường ñậm ñặc gọi là syrup. Syrup này sẽ ñược tiếp tục kết tinh ñể tạo các tinh thể ñường và ñể phân loại các thành phần không tinh khiết. Cuối cùng, quá trình ly tâm ñường sẽ tách ñường thô từ syrup. Lúc này syrup ñược gọi là mật rỉ ñường. Mật rỉ ñường thường ñược xử lý ít nhất 1 lần ñể thu hồi càng nhiều ñường càng tốt từ syrup. Trong quá trình tinh luyện, ñường thô sẽ ñược làm sạch và ñược nấu chảy. Dịch nấu chảy này tiếp tục ñược lọc ñể loại bỏ cặn và các chất khô ñặc biệt khác. Thông thường, trong quá trình lọc, cần bổ sung thêm những chất khác chẳng hạn vôi ñể giúp ñông tụ những phần cặn ñục và hình thành kết tủa như trong quá trình sản xuất ñường thô. Sau ñó, dịch lỏng này sẽ ñược lọc ñể loại bỏ kết tủa. Tiếp theo là bước tẩy màu bằng cách sử dụng các chất hấp phụ carbon như than xương hoặc carbon hoạt hóa. ða số các trường hợp, SO2 ñược sử dụng ñể tẩy và cải thiện màu sắc của ñường tinh luyện. Nhiều khi, người ta sử dụng sự trao ñổi ion ñể tẩy màu. Tại thời ñiểm này, dịch lỏng nói trên không còn cặn ñục nữa. Dịch lỏng sẽ ñược cho qua thiết bị bốc hơi ñể loại nước, phần sản phẩm còn lại sẽ cho qua thiết bị sấy chân không ñể bốc hơi triệt ñể và tạo tinh thể ñường. Cuối cùng, sản phẩm này sẽ ñược ñưa qua thiết bị li tâm ñể tách các tinh thể ñường màu trắng ra khỏi dịch lỏng (syrup). Sản phẩm ñường tinh luyện này có ñộ tinh khiết từ 99.4 – 99.99%. Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 13 Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng của ñường tinh luyện và ñường thô Tiêu chí ðường tinh luyện ðường thô Năng lượng cho 100g (kcal) 390 380 Carbohydrate (g) 99.98 97.33 ðường (g) 99.98 96.21 Dietary fiber (g) 0 0 Béo (g) 0 0 ðạm (g) 0 0 Nước (g) 0.03 1.77 Vit. B1 (mg) 0 0.008 Vit. B2 (mg) 0.019 0.007 Vit. B3 (mg) 0 0.082 Vit. B6 (mg) 0 0.026 Vit. B9 (µg) 0 1 Ca (mg) 1 85 Fe (mg) 0.01 1.91 Mg (mg) 0 29 P (mg) 0 22 K (mg) 2 346 Na (mg) 0 39 Zn (mg) 0 0.18 (Nguồn: USDA Nutrient Database ) Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 14 Hình 3: Cấu tạo saccharose Hình 4: Sản phẩm ñường tinh luyện 2. Vi sinh vật: a. Các vi sinh vật có khả năng lên men tạo dextran : Dextran ñược sản xuất bởi hàng loạt vi khuẩn khác nhau như Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc dextranicum, Leuconostoc citrovorus, Saccharomyces cerevisiae, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus sanfrancisco, Streptobacterium dextranicum, Streptococcus mutans (vi khuẩn gây sâu răng ở người)… Sản phẩm dextran tạo thành có thể khác nhau tùy thuộc vào chủng vi sinh vật dùng ñể lên men và ñiều kiện nuôi cấy khác nhau. Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 15 Một số vi khuẩn chẳng hạn Leuconostoc mesenteroides có khả năng tiết ra enzyme ngoại bào là dextransucrase (α-1,6-glucan: D-fructose 2- glucosyltransferase hay có tên gọi khác là sucrose 6-glucosyltransferase, SGE, CEP, sucrose-1,6-alpha-glucan glucosyltransferase) xúc tác cho phản ứng chuyển nhóm glucosyl còn lại từ phân tử sucrose ngoại bào tạo thành dextran, giải phóng fructose ñồng thời tổng hợp glucooligosaccharide khi có mặt sucrose và một chất nhận (ví dụ: maltose). Một số vi khuẩn khác như Acetobacter capsulatum hay Acetobacter viscocum sinh trưởng trên cơ chất như carbonhydrate, alcohol ña chức hoặc một nguồn carbon tương tự sẽ tạo ra ba loại enzyme, ñó là dextrandextrinase giúp chuyển dextrin thành dextran, amylase thủy phân polymer thành glucose, glucose oxidase hoặc glucose dehydrogenase ñể chuyển glucose thành acid gluconic. Trong công nghiệp, người ta sử dụng L. mesenteroides là vi khuẩn chủ yếu ñể lên men sản xuất dextran chứa khoảng 95% liên kết α-1,6 glucoside (phần còn lại là α-1,3) và có trọng lượng phân tử là 4 – 5.107 Da. b. Leuconostoc mesenteroides: Giới Bacteria Ngành Firmicutes Lớp Bacilli Bộ Lactobacillales Họ Leuconostocaceae Giống Leuconostoc Loài L. mesenteroides Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 16 Hình 5: Vi khuẩn L.mesenteroides Leuconostoc là một vi khuẩn biểu sinh, phân bố rộng rãi trong môi trường tự nhiên và ñóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men thực phẩm và lên men công nghiệp. Leuconostoc mesenteroides là vi khuẩn kỵ khí không bắt buộc ñòi hỏi một phức hệ các yếu tố sinh trưởng và aminoacid. Dưới ñiều kiện vi hiếu khí, quá trình lên men lactic dị hình ñược thực hiện. Glucose và các loại ñường hexose khác ñược chuyển thành hỗn hợp ñẳng mol bao gồm D-lactate, ethanol và CO2 thông qua con ñường kết hợp hexose monophosphate và pentose phosphate. Những con ñường trao ñổi chất khác bao gồm quá trình chuyển hóa của citrate thành diacetyl, acetoin và sự tạo thành dextran và levan từ sucrose. Sinh trưởng ở khoảng nhiệt ñộ 5 – 30oC, nhiệt ñộ tối ưu là 25 – 30oC. Hầu hết các giống nằm trong canh trường lỏng có dạng hình cầu, ñơn lẻ hoặc tạo thành một cặp hay một chuỗi ngắn. Tuy nhiên, hình thái của chúng cũng có thể thay ñổi theo ñiều kiện sinh trưởng; tế bào sinh trưởng trên glucose hay trên môi trường rắn có thể kéo dài ra hay ở dạng hình que. Là vi khuẩn G(+), không sinh bào tử và không di chuyển, có khả năng tạo ra acid lactic nên chịu ñược pH thấp. Không có enzyme catalase và không thủy phân ñược arginine, có khả năng kháng vancomycin (kháng sinh từ Streptomyces). Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 17 Có khả năng chịu ñược nồng ñộ ñường và muối cao. Mặt khác có thể sinh trưởng nhanh chóng trên thực vật ở một khoảng nhiệt ñộ và nồng ñộ muối rộng hơn các vi khuẩn lactic khác. Vi khuẩn L.mesenteroides có bao nhầy dày chứa hợp chất polymer là dextran. ðây là vi khuẩn ñược tìm thấy phổ biến trên cây mía. Chúng lên men mật rỉ từ cây mía tạo ra chất dày (dextran) trong suốt quá trình phân hủy cây mía. Vi khuẩn này thường gặp ở các nhà máy ñường và gây tổn thất ñường trong các bể chứa nước ép mía. Chúng còn ñược tìm thấy trong ñất, nước, rau quả và thường sống trong môi trường giàu chất dinh dưỡng như sữa, thịt, nước uống lên men... Chúng là nhóm vi khuẩn có lợi vì dùng ñể làm nhiều thực phẩm lên men như yogurt, buttermilk, cheese, nước tương và dưa chua... Bảng 2: Một số ñặc tính của Leuconostoc mesenteroides STT Một số ñặc tính Kết quả 1 Gram Gram dương 2 Chuyển ñộng Không 3 Bao nhầy Có. Bao nhầy chứa dextran. 4 Sinh bào tử Không 5 Sinh trưởng ở 37oC + 6 Sinh trưởng ở 30oC + 7 Sinh trưởng ở 4oC + Tính chất hóa sinh 8 Indole - 9 Methyl red + 10 Voges Proskauer + 11 Citrate - 12 Urease - 13 Arginine - Khả năng lên men ñường 14 Glucose + (acid và khí) Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 18 15 Arabinose + 16 Lactose + 17 Mannitol + 18 Sucrose + 19 Dextrose + 20 Maltose + c. Tiêu chí chọn giống Leuconostoc mesenteroides:  Khả năng sinh ñộc tố: không có.  Khả sinh tổng hợp dextran: càng mạnh càng tốt.  Khả năng thích nghi của giống phải cao, tốc ñộ sinh trưởng mạnh.  ðiều kiện nuôi cấy: ñơn giản, là môi trường ñặc trưng cho sự sinh trưởng của vi khuẩn và tổng hợp dextran. Môi trường dễ kiếm, giá thành không quá cao.  Sự ổn ñịnh của giống theo thời gian: càng lâu càng tốt. III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT DEXTRAN: A. Sơ ñồ khối: Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 19 Chuẩn bị môi trường Giống Leuconostoc mesenteroides Lọc lần 1 Rửa lần 1 Hòa tan lần 1 Tạp chất Thanh trùng Lên men Kết tủa lần 1 Ly tâm lần 1 Lọc lần 2 Rửa lần 2 Hòa tan lần 2 Kết tủa lần 2 Ly tâm lần 2 Sấy phun Dextran Mầm dextran Ethanol lạnh Nhân giống Rửa Ethanol lạnh Tạp chất ðường tinh luyện Nước vô trùng Nước vô trùng Nước và các thành phần dinh dưỡng khác Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 20 B. Thuyết minh quy trình công nghệ: 1. Chuẩn bị môi trường lên men: a. Hòa tan ñường: Hòa tan ñường tinh luyện vào nước cất sao cho dung dịch có nồng ñộ 15% ( 15g/100ml). b. Bổ sung thêm các thành phần dinh dưỡng khác: Thành phần Hàm lượng (g/100ml) Chất chiết men Bacto-peptone K2HPO4 NaCl CaCl2 FeSO4 MnCl2.H2O MgSO4.7H2O 0.5 0.5 1.5 0.001 0.005 0.001 0.001 0.02 Bổ sung thêm các vitamin như: B1, B3, B5… ðối với môi trường sucrose thì không cần bổ sung thêm biotin. ðối với L.dextranicum 8086 và L.mesenteroides 683 thì nhu cầu về acid folic là ưu tiên nhất, tiếp theo là B2. c. Chỉnh pH: pH ñược ñiều chỉnh về 7 trước khi thanh trùng. 2. Thanh trùng môi trường lên men: Mục ñích: chuẩn bị môi trường ñể cấy giống và lên men. Những biến ñổi:  Vật lý: nhiệt ñộ tăng, ñộ nhớt giảm.  Hóa học: chất dinh dưỡng tổn thất, biến ñổi không ñáng kể do ñiều kiện thanh trùng không quá khắc nghiệt.  Hóa lý: ñộ hòa tan tăng, có sự bốc hơi nước.  Sinh học: tiêu diệt hầu hết các tế bào sinh dưỡng của vi sinh vật. Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 21 Thiết bị: thiết bị thanh trùng bản mỏng. Hình 6: Thiết bị truyền nhiệt bản mỏng Bộ phận chính của thiết bị là những tấm bản hình chữ nhật với ñộ dày rất mỏng và ñược làm bằng thép không rỉ. Mỗi tấm bản sẽ có 4 lỗ tại 4 góc và hệ thống các ñường rãnh trên khắp bề mặt ñể tạo sự chảy rối và tăng hệ số truyền nhiệt. Khi ép các tấm bản mỏng lại với nhau, trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thành hệ thống vào và ra cho mẫu khảo sát và chất tải nhiệt. Tùy thuộc vào ñiều kiện cụ thể, các nhà sản xuất sẽ bố trí ñường dẫn thích hợp. Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 22 Hình 7: Ví dụ về sơ ñồ dòng chảy của môi trường và chất tải nhiệt trong thiết bị truyền nhiệt bản mỏng ( 42/24 ×× ) Dung dịch môi trường sẽ lần lượt ñi qua 2 vùng, mỗi vùng gồm 4 khoang ñược ký hiệu là 24× . chất tải nhiệt sẽ lần lượt ñi qua 4 vùng, mỗi vùng gồm 2 khoang ñược ký hiệu là 42× . 3. Nhân giống: Mục ñích: chuẩn bị lượng giống cần thiết cho lên men. Phương pháp thực hiện: a. Phân lập: Trong bài báo cáo này, chúng tôi chọn giống Leuconostoc mesenteroides CMG 713 vì nó lên men sản xuất dextran có tính ñặc trưng cao (Bảng 16) và hoạt tính enzyme dextransucrase cũng cao. Canh trường vi khuẩn Leuconostoc mesenteroides CMG 713 ñược phân lập từ Vitis vinifera L.(từ nho) ñã ñược làm giàu. Môi trường có chứa: Môi trường Chất tải nhiệt Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 23 Thành phần Hàm lượng (g/l) Sucrose Chất chiết men Tryptone K2HPO4 50 1 10 2.5 pH ñược ñiều chỉnh về 7 sau ñó hấp tiệt trùng ở 121oC trong 15 phút. Sau khi hấp cho thêm natriazide 0.005% ñã ñược vô trùng vào môi trường. Mẫu ñược ủ trong môi trường trên trong 24h, 25oC và sau ñó ñược cấy ria trên hộp petri chứa môi trường trên có bổ sung thêm agar ñể phân lập thành canh trường thuần khiết. Khuẩn lạc có ñộ nhớt cao phát triển trên sucrose agar sẽ ñược chọn. b. Giữ giống: Môi trường bảo quản Leuconostoc mesenteroides CMG 713: Thành phần Hàm lượng (g/l) Peptone Chất chiết men Nước ép cà chua lọc Agar 10 10 200ml 15 pH ñược ñiều chỉnh về 7 trước khi tiệt trùng. Giống ñược bảo quản ở 4oC trên môi trường agar MRS nghiêng cho ñến khi cần cấy giống vào môi trường lên men c. Nhân giống: 10ml chứa môi trường sucrose ñược tiệt trùng và canh trường vi sinh vật ñược ủ ở 26oC trong 24h. Sau 24h, canh trường sẽ ñược chuyển vào 90ml môi trường ñã tiệt trùng tương tự và tiếp tục ủ ở 26oC trong 18h. 100ml giống này sẽ ñược chuyển tiếp ñến 900ml môi trường và ñược ủ tiếp. Các cấp nhân giống ñược thực hiện cho ñến khi có ñủ số lượng giống cần thiết cho quá trình lên men. Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 24 4. Rửa giống: Mục ñích: chuẩn bị cho quá trình lên men. Giống vi khuẩn qua nhân giống thu ñược sinh khối ñể lên men không ñược chứa vết của các dextran có trọng lượng phân tử cao. Nguyên nhân là các dextran có trọng lượng phân tử cao xuất hiện trong môi trường lên men sẽ tạo mầm cho quá trình tổng hợp dextran cao phân tử, ảnh hưởng tới sự ñiều khiển quá trình lên men tạo dextran có trọng lượng phân tử thấp, ñồng nhất và theo mục ñích sử dụng của nhà sản xuất. Do ñó cần rửa sạch dextran ñã tạo thành trong quá trình nhân giống. Những biến ñổi:  Hóa học: loại bỏ dextran trong môi trường nuôi cấy.  Hóa lý: ñộ nhớt giảm. Phương pháp thực hiện: có thể dùng dịch nước muối rửa ñể làm sạch dextran bám vào tế bào. 5. Lên men: Mục ñích: khai thác, biến ñổi sucrose thành dextran. Những biến ñổi:  Vật lý: nhiệt ñộ của bình lên men tăng lên do có sự tỏa nhiệt.  Hóa lý: môi trường lên men thay ñổi ñộ nhớt, tạo hợp chất keo.  Hóa học: hàm lượng cơ chất và các thành phần dinh dưỡng giảm xuống, hàm lượng lactic acid tăng lên.  Hóa sinh: enzyme xúc tác cho các phản ứng trao ñổi chất trong tế bào vi khuẩn diễn ra mạnh.  Sinh học: sinh khối tế bào tăng lên. Phương pháp thực hiện:  Nạp môi trường: Bơm môi trường từ thiết bị làm lạnh vào bồn lên men và châm canh trường nuôi cấy vào. Khí qua bộ lọc vào hệ thống dẫn khí và vào bồn lên men qua mâm sục khí. Sau ñó, ñiều khiển hệ thống cánh khuấy trộn ñều khí vào canh trường nuôi cấy, khí thoát ra qua hệ thống ngưng tụ, tiếp tục qua hệ thống lọc ñể trả lại không khí sạch cho môi trường. Trong quá trình bơm môi trường vào bồn lên men ta kết hợp nạp một lượng không khí vào môi trường lên men với tốc ñộ thông khí là 0.5 lít/phút ñể cung cấp nguồn khí oxy ban ñầu cho vi khuẩn sinh trưởng. Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 25 Nhiệt ñộ của bồn lên men ñược giữ ở 30oC. pH 7 ñược giữ không ñổi trong suốt quá trình lên men nhờ sử dụng hệ ñệm phosphate.  Cấy giống: Giống L.mesenteroides CMG 713 với nồng ñộ là 5% (v/v) ñược cấy vào thiết bị lên men ñã bổ sung môi trường từ trước.  Bổ sung mầm dextran: Trong quá trình lên men, ta bổ sung “mầm” dextran là những mạch dextran có phân tử lượng thấp, ñã biết rõ phân tử lượng ñể tạo ra các sản phẩm có phân tử lượng mong muốn. Nếu các dextran trọng lượng phân tử thấp ñược ñưa vào làm mồi thì enzyme sẽ có nhiều ñiểm khởi ñầu và các polymer tương ñối ñồng nhất sẽ ñược tạo thành. Thiết bị: Bồn lên men. Hình 8: Cấu tạo bồn lên men Công nghệ lên men Sản xuất Dextran 26 a. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men: Ảnh hưởng của nồng ñộ cơ chất sucrose: Nồng ñộ cơ chất sucrose có vai trò rất quan trọng trong sản xuất dextran. Quá trình hình thành enzyme dextransucrase chỉ ñược thực hiện khi có mặt sucrose trong môi trường. Nồng ñộ sucrose cao dẫn ñến dextran tạo thành sẽ nhiều hơn. Nhưng canh trường có chứa quá nhiều dextran sẽ làm cho việc tách tế bào v