Bakteri fermentasyonu

Bakteriyel Fermantasyon Türleri

Farklı sınıflandırma kriterlerine göre, çeşitli bakteriyel fermantasyon türleri mevcuttur.

• Organizmaya Göre

  İşlevsel organizmalar, 6.3 milyar fermantasyon işleminde kullanılmıştır. Öte yandan, inhibitör organizmalar, tüm bakterilerin insanlık için faydalı organizma olarak hareket edemeyeceğini göstererek bu süreçlere tehdit oluşturmaktadır. Örneğin, laktik asit, ekşi süt içindeki yaşam döngüsü sırasında Lactobacillus türleri tarafından üretilir; bu, bir organizmanın hayatta kalma amacıyla bakteriyel fermantasyon gerçekleştirmesine bir örnektir.

• Sübstrata Göre

  Laktik asit bakterileri (LAB), aralarında streptokok ve laktobasil bulunan bir grup mikroorganizmayı ifade eder. Bu adlandırma, enerjisini disakkarit sukroz veya laktoz gibi karbonhidratlardan elde ettiği için kullanılır; bu karbonhidratlar laktik aside fermente edilir. LAB'lerin büyük çoğunluğu homofermentatif yolaklara sahiptir, böylece nihai ürün esas olarak laktik asittir. Bununla birlikte, bazıları aynı zamanda heterofermentatif olabilir ve etanol, CO2 ve laktik asidi aynı anda üretir. Homofermentatif türler arasında streptokok, laktobasil, leuconostoc ve bifidobakteriyum bulunurken, LAB'nin heterofermentatif temsilcileri yalnızca leuconostoc ve laktobasil'dir.

• Fermantör Türüne Göre

  Bu tür fermantörler statik ve karıştırma modelleri olarak ikiye ayrılabilir: 1. · Sürekli bir fermantasyon işlemi, dinamik sistemi veya yer kabuğunu temsil eden tübüler bir reaktör içinde fermantasyon malzemesinin sabit bir şekilde alınmasını ve verilmesini içerir. Bu anlamda, sürekli bir kültür, parti fermantasyonlarının aksine, kültürün her zaman üstel bir fazda büyüdüğü bir denge durumunda meydana geldiği düşünülür. Dahası, fermantasyon ortamını sterilize etmek, büyük ölçekte yaşam söz konusu olduğunda son derece pahalı ve pratik olmayabilir. Ancak, sürekli fermantörlerin bazı dezavantajları olabilir: (i) Bir reaktörden malzemenin çıkarıldığı akış hızının, organizmaların/virüslerin/bakterilerin/mantarların emmesi gereken şeyleri asimile etmeleri için yeterli zaman sağlamaması mümkün değildir. (ii) Organizmaların/virüslerin/bakterilerin/mantarların yeni ortamlarına uyum sağlama ve çevrelerini tanıma zamanları olmayabilir; dolayısıyla ne yapacaklarını bilmeden ölebilirler - akış hızı çok hızlıdır.

İlk fermantörler parti fermantörüdür. Parti fermantasyonunda, organizmalar insanlığın taleplerini karşılamak için orta-üstel durağan fazlar sırasında organizmalar tarafından gerekli ürünleri üretmeyi destekleyen koşulların bulunduğu kapalı bir sistemde büyürler. Dünya üzerindeki bu süreçte CO2 bir atık üründür ve umarız oksijen yaygın bir ürün olacaktır. Fermantör, karıştırılmış bir ortamla statik olabilir. Bir kabarcık kolon veya karıştırılmış bir tank bir parti fermantör oluşturabilir.

Özellikler ve Bakım

Bunlar, bir fermantörde bakteri fermantasyonunun nasıl yapılacağının ve bakım gereksinimlerinin bazı benzersiz özellikleridir.

• Karıştırma Sistemi

  Mikserin hızı, bir takometre kullanılarak kontrol edilmelidir. Bunu yaptıktan sonra, mikserin hızını belirli fermantasyon işlemi için ideal hızla karşılaştırın. Mikserin hızı istenen hızdan farklıysa, gerektiğinde motor kontrol cihazını veya sürücüyü ayarlayın. Çalışma sırasında, karıştırma sistemini herhangi bir sızıntı veya yorulma belirtisi açısından kontrol edin. Herhangi bir sızıntıyı onarın ve gevşek parçalar varsa karıştırma sistemini sıkıca sabitleyin. Fermantasyon uzmanlarından oluşan bir ekip bakım programı oluşturun. Bu ekip, farklı fermantasyon süreçleri için ideal mikser hızını ve karıştırma süresini belirlemelidir. Bu, mikserin her fermantasyon işlemi için optimum şekilde çalışmasına yardımcı olacaktır.

• Sıcaklık Kontrol Sistemi

  Fermantasyon fermantörleri, ısı eşanjörleri, soğutma ceketleri ve yalıtılmış duvarlar gibi sıcaklık kontrol sistemlerine sahiptir. Herhangi bir hasar belirtisi açısından incelenmelidir. Bu bileşenlerin çalışma durumu da kontrol edilmelidir. Fermantasyon işlemi üzerinde olumsuz etkiler yaratmamak için herhangi bir hasarı hızla onarın. Ayrıca, sıcaklık sensörleri ve kontrol cihazları düzenli olarak kalibre edilmelidir. Bu, fermantörün fermantasyon için istenen sıcaklık aralığını korumasını sağlayacaktır. Ayrıca, yedek planlar oluşturmak akıllıca olacaktır. Bu planlar, beklenmedik sıcaklık dalgalanmaları durumunda atılacak hızlı eylemleri belirtecektir.

• Ayırma Sistemi

  Ayırma sistemi, her fermantasyon partisi sonrasında iyice temizlenmelidir. Bunun nedeni, farklı fermantörlerin filtrasyon, santrifüjleme veya çökelme gibi farklı ayırma yöntemlerine sahip olmasıdır. Herhangi bir yöntemle, tüm kalıntıların çıkarıldığından emin olmak gerekir. Çalışma sırasında, ayırma sisteminin pompaları, vanaları ve membranları sızıntı veya aşınma belirtileri açısından kontrol edilmelidir. Arızalı herhangi bir parça, optimum ayırma verimliliğini korumak için onarılmalı veya değiştirilmelidir. Ayrıca, ayırma sistemi için bir bakım programı oluşturun. Böylece, fermantasyon ve ayırma uzmanları, her fermantasyon işlemi için ideal ayırma yöntemini belirleyebilirler.

Senaryolar

• Tıbbi: Tıpta bakteriyel fermantasyon, hastalıkları tedavi etmek için kullanılan ilaçların geliştirilmesi, bağırsak sağlığına fayda sağlayabilecek probiyotiklerin üretimi ve vitaminler, amino asitler ve antibiyotiklerin oluşturulması dahil olmak üzere insan sağlığını çeşitli şekillerde geliştirmeye yardımcı olabilir.
• Gıda ve İçecek: Probiyotikler gibi bakteriyel fermantasyon, insan sağlığı için faydalı olabilir. Yoğurt, turşu, kimchi ve ekşi maya gibi birçok gıda ve içeceği bakteri fermente eder. Bu ürünler sadece kendine özgü lezzetlere sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda birçok sağlıklı bakteri içerir.
• Çevre Koruma: Bakteriyel fermantasyon, gıda israfını azaltabilir. Organik atıkları, bir enerji kaynağı olarak kullanılabilen biyogaz veya toprak kalitesini artırmaya ve bitki büyümesini teşvik etmeye yarayan biyogübre gibi değerli ürünler üretmek için işleyerek.
• Hayvan Beslenmesi: Bakteriyel fermantasyona bir örnek, hayvan yemine karıştırılan probiyotik bakteri veya enzimlerdir. Bu katkı maddeleri sindirimi iyileştirmeye, besin emilimini artırmaya ve hayvan sağlığını iyileştirmeye yardımcı olabilir.
• Tekstil Endüstrisi: Bakteriyel fermantasyon, laktik asitle fermente edilmiş lifler gibi biyolojik tabanlı lifler üretebilir. Bu lifler, geleneksel sentetik liflere sürdürülebilir alternatiflerdir.
• Biyo-yakıt Üretimi: Bakteriyel fermantasyon, fosil yakıtların yerini alabilecek yenilenebilir enerji kaynakları olan etanol ve bütanol gibi biyo-yakıtlar yapmak için kullanılabilir.
• Kozmetik: Bakteriyel fermantasyon, cildin sağlığını teşvik edebilen ve cilt bakım ürünlerinin etkinliğini artırabilen ferment lizat gibi kozmetiklerde bazı içerikleri üretmek için kullanılabilir.

Sıkça Sorulan Sorular

S1: Bakteriyel fermantasyon süreci nasıl işler?

A1: Genel bir bakışta, bakteriyel fermantasyon, bakterilerin belirli bir substratı tüketmesi ve sindirmesiyle başlar. Bu, şekerlerden daha karmaşık organik bileşiklere kadar herhangi bir şey olabilir. Bakteriler substratı metabolize ettikçe, bir dizi biyokimyasal reaksiyon yoluyla çeşitli yan ürünlere parçalarlar. Bu yan ürünler, yoğurtta laktik asit veya alkolda etanol gibi fermente ürünler olarak tanıdığımız şeydir.

S2: Bakteriyel fermantasyonun yaygın ürünleri nelerdir?

A2: Bakteriyel fermantasyon, her biri gıda ve sanayide benzersiz bir rol oynayan çeşitli ürünler ortaya çıkarır. Laktik asit, belki de yoğurt ve turşuda kullanılan en ünlü üründür. Etanol veya etil alkol, alkollü içeceklerin ve biyo-yakıtların temelini oluşturan bir diğer önemli bakteriyel fermantasyon yan ürünüdür. Diğer ürünler arasında tırnak cilası çıkarıcılarında kullanılan aseton, bayat bir kokuya sahip ve bazı bayat tereyağı aromalarıyla ilişkili bütirik asit ve ekmeğin kabarmasına yardımcı olan karbon dioksit bulunur.

S3: Bakteriyel fermantasyon neden önemlidir?

A3: Bakteriyel fermantasyonun önemi, sadece gıda üretiminden ibaret değildir. Toprak sağlığında önemli bir rol oynar; burada organik maddenin fermantasyonu, bitkiler için hayati önem taşıyan besin maddeleri sağlar. Gıda endüstrisinde bakteriyel fermantasyon, ürünü asitleştirerek, zararlı patojenlerin gelişemeyeceği bir ortam yaratarak gıdaların korunmasına yardımcı olur. Bu, turşu gibi ürünleri sadece lezzetli değil, aynı zamanda tüketim için güvenli hale getirir. Ayrıca, bakteriyel fermantasyonun yan ürünleri çeşitli endüstrilerde çok önemlidir. Örneğin, laktik asit bakterisi fermantasyonu, biyolojik olarak parçalanabilen plastikler üretmek için kullanılıyor, bu da sürecin mutfaktan öte önemini gösteriyor.