تخمر صناعي

الأدوية وصناعة التقانة الحيوية

إضافةً إلى ذلك، الآيضات الأولية –الإيثانول، حمض الليمون، حمض الجلوماتيك ، الليسين، الفيتامينات، عديد السكاريد...إلخ.

وفي السياق ذاته، الخلية الميكروبية أو الكتلة الحيوية كمنتجٍ، ومثال ذلك البروتين أحادي الخلية ، خميرة بيكر ، الملبنة ، الإشريكية القولونية، إلخ.

توجد خمسة مجموعاتٍ رئيسيةٍ من التخمرات الهامة اقتصادياً:

وعلى صعيد آخر، المنتجات المؤتلفة: الإنسولين، لقاح الالتهاب الكبدي الوبائي ب ، الانترفيرون، عامل تحفيز المستعمرة المحببة ، الستربتوكيناز.

الآيضات الميكروبية:

من جانب آخر، التحولات الحيوية: فينيل أسيتول الكربينول ، تحول الستيرويد الحيوي ، إلخ.

الآيضات الثانوية- كل تخمرات الأجسام المضادة.

وعلى صعيد آخر، الإنزيمات الميكروبية: الكاتالاز، الأميليز ، البروتيز ، البكتيناز ، إيزوميراز الجلوكوز ، السيلولاز ، الهيمسيلاز ، الليباز ، اللكتاز ، الستربتوكيناز ،...إلخ.

التخلص من مياه الصرف الصحي

في هذا الإطار، يتم هضم مياه الصرف الصحي في عملية معالجة مياه الصرف الصحي بواسطة إنزيمات تفرزها البكتريا. فيتم تكسير المواد العضوية الصلبة إلى موادٍ قابلةٍ للانحلال غير ضارةٍ وكذلك إلى ثاني أكسيد الكربون. هذا ويتم تطهير السوائل الناجمة بهدف إزالة الممرضات قبيل تفريغ الشحنة إلى داخل مياه الأنهار أو البحار أو حتى إعادة استخدامها كأسمدةٍ سائلةٍ. في حين يتم تجفيف المواد الصلبة المهضومة والمعروفة باسم الرسوب أو الطين اللزج واستخدامها كمخصباتٍ أو أسمدةٍ. في حين يمكن استخدام المنتجات الغازية كالميثان كوقود حيوي لتشغيل المولدات. ومن مزايا الهضم البكتيري تقليل كتلة ورائحة مياه الصرف الصحي، ومن ثم تقليص المساحة المطلوبة للضخ، وعلى الجانب الآخر، من المساويء الرئيسية للهضم البكتيري في عملية معالجة مياه الصرف الصحي هو أنها عمليةٌ بطيئةٌ جداً.

مراحل النمو الميكروبي

• انظر كذلك
• رقعة تغذية
• ناظم كيميائي
• علم الأحياء الدقيقة الصناعي
• علم الأحياء الدقيقة الغذائي
• وصلات خارجية
• مجلات مرتبطة
• تقانة الغذاء الحيوية
• الهندسة والتقانة الحيوية
• مجلة تقنية التخمر

وفي هذا السياق، 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 . 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.

مصادر تغذية للتخمرات الصناعية

وفي السياق ذاته، عناصر مضادة للرغوة : إستر، أحماض دهنية، السيليكون، السلفونات، مادة البولي بروبيلين غليكول

في هذا الإطار، العوامل الطليعية : يتم دمجها مباشرةً ضمن المنتج المرغوب: دمج فينيل الإيثيلامين ضمن بنزيال البنسلين، وكذلك دمج حمض الفينيل الخلي ضمن مجموعة البنسلين.

إضافةً إلى ذلك، مثبطات الإنزيم: للحصول على المنتجات المحددة: ومثال ذلك باربيتال الصوديوم من أجل الريفاميسين .

في هذا الإطار، كربون ومصدر للطاقة + مصدر نتروجين + O2 + متطلبات أخرى → كتلة حيوية + منتج + منتجات ثانوية + CO2 + H2O + حرارة

ومن جهة أخرى، المحفزات: غالبية الإنزيمات المستعملة في عملية التخمر الصناعية هي محفزات ويتم تركيبها كاستجابةٍ للمحفزات: ومثال ذلك النشا من أجل الأميلاز ، المالتوز من أجل البولولاناز ، البكتين من أجل البكتيناز ، هذا ويستعمل زيت الزيتون والتوين في بعض الأحيان.

من جانب آخر، 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.

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

وعلى صعيد آخر، عناصر أثرية : الحديد، الزنك، النحاس، المغنسيوم، الموليبدنوم، الكوبالت

علاوةً على ذلك، 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 .

مصدات : كربونات الكالسيوم، الفوسفات.

تخمر الغذاء

ومن جهة أخرى، يمكن تأريخ عمليات التخمر القديمة والتي منها مثلًا صناعة الخبز، الخمر، الجبن، خثارة اللبن ، الإدلي ، الدوسا ، إلخ إلى الألفية الخامسة ق م. حيث كان قد تم تطويرها قبيل أن يكون للإنسان أية معرفةٍ بمشاركة مثل تلك الكائنات الدقيقة الميكروبية في عملية التخمر بعهدٍ طويلٍ من الزمن. هذا وتمثل عملية التخمر حافزاً اقتصادياً مؤثراً للدول شبه الصناعية، وذلك من خلال إرادتها لتصنيع الإيثانول الحيوي.