تخمر صناعي

من متطلبات عملية التخمر الصناعي توفير وسيطٍ للنمو، حيث أن أي ميكروب يتطلب توفير المياه، (الأكسجين)، مصدر للطاقة، مصدر للكربون، مصدر للنيتروجين، ومغذياتٍ دقيقةٍ من أجل النمو. كربون ومصدر للطاقة + مصدر نتروجين + O₂ + متطلبات أخرى → كتلة حيوية + منتج + منتجات ثانوية + CO₂ + H₂O + حرارة

عناصر أثرية (بالإنجليزية: Trace element)‏: الحديد، الزنك، النحاس، المغنسيوم، الموليبدنوم، الكوبالت

عناصر مضادة للرغوة (بالإنجليزية: Antifoaming agent)‏: إستر، أحماض دهنية، السيليكون، السلفونات، مادة البولي بروبيلين غليكول

مصدات (بالإنجليزية: Buffer)‏: كربونات الكالسيوم، الفوسفات.

عوامل النمو: لا تستطيع بعض الميكروبات تصنيع مكونات الخلية المطلوبة بنفسها ومن ثم تحتاج إلى أن يتم تكميلها ودعمها بها، ومثال ذلك مع الثيامين، البيوتين، بينتوثينات الكالسيوم (بالإنجليزية: calcium pentothenate)‏.

العوامل الطليعية (بالإنجليزية: Penicillin G)‏: يتم دمجها مباشرةً ضمن المنتج المرغوب: دمج فينيل الإيثيلامين ضمن بنزيال البنسلين، وكذلك دمج حمض الفينيل الخلي ضمن مجموعة البنسلين.

مثبطات الإنزيم: للحصول على المنتجات المحددة: ومثال ذلك باربيتال الصوديوم من أجل الريفاميسين (بالإنجليزية: rifamycin)‏.

المحفزات: غالبية الإنزيمات المستخدمة في عملية التخمر الصناعية هي محفزات ويتم تركيبها كاستجابةٍ للمحفزات: ومثال ذلك النشا من أجل الأميلاز (بالإنجليزية: amylases)‏، المالتوز (بالإنجليزية: maltose)‏ من أجل البولولاناز (بالإنجليزية: pollulanase)‏، البكتين (بالإنجليزية: pectin)‏ من أجل البكتيناز (بالإنجليزية: pectinase)‏، هذا ويستخدم زيت الزيتون والتوين (بالإنجليزية: tween)‏ في بعض الأحيان.

الخالب (التمخلب أو التكالب): تمثل الخوالب عناصراً كيميائيةً تستخدم لتجنب ترسيب الأيونات المعدنية. حيث تستخدم الخوالب والتي منها حمض ثنائي أمين الإيثيلين رباعي حمض الخل، حمض الليمون، وأملاح الفوسفات المتعدد (بالإنجليزية: Polyphosphate)‏ بتركيزاتٍ منخفضةٍ.

عندما يتم وضع كائن عضوي ما ضمن وسط نموٍ معينٍ، يتم تلقيح الوسط بذلك العظيّ المحدد. وهنا نلاحظ أن نمو الملقح لا يحدث في التو واللحظة بمجرد الدمج، إلا أنه يأخذ وقتاً ما لحدوث ذلك. وهي تتمثل في الفترة الزمنية اللازمة للتكيف، والتي يطلق عليها مرحلة التأخر (بالإنجليزية: lag phase)‏. ويلي مرحلة التأخر تلك، مرحلة معدل نمو الكائن الحي بازديادٍ مطردٍ بثباتٍ، ولمدةٍ محددةٍ – ويطلق على تلك الفترة فترة السجل أو الفترة الأسية. حيث بعد مرور فترةٍ محددةٍ من المرحلة الأسية، فإن معدل النمو يبدأ في التباطؤ، بسبب النقص المستمر في تركيزات المغذيات و/ أو التزايد المستتمر في تركيزات (مجمعة) المواد السامة. وتلك المرحلة، والتي يتم فحص معدل التزايد في النمو فيها، يطلق عليها اسم مرحلة التباطؤ. وبعد مرور مرحلة التباطؤ، يتوقف النمو وتدخل المزرعة الميكروبية مرحلةً جامدةً أو مرحلةً استقرار أو ثبات. حيث تظل الكتلة الحيوية ثابتة، إلا عندما تقوم موادٌ كيميائيةٌ مجمعةٌ ومحددةٌ في المزرعة بتحليل الخلايا (التحليل الكيميائي). وإذا لك تقوم الميكروبات الأخرى بتلويث المزرعة، تظل البنية الكيكميائية غير متغيرةٍ كما هي. كما أن تحور وتغير عضيات المزرعة قد يمثل مصدراً للتلوث كذلك، والذي يُطلق عليه التلوث الداخلي.

• تقانة الغذاء الحيوية
• الهندسة والتقانة الحيوية
• مجلة تقنية التخمر