Как да измерим концентрацията на биомаса в резервоар за ферментация?

Ей там! Като доставчик на ферментационни резервоари често ме питат как да измервам концентрацията на биомаса в резервоар за ферментация. Това е решаващ аспект на процеса на ферментация, независимо дали варите бира, произвеждате биогорива или правите фармацевтични продукти. В тази публикация в блога ще споделя някои практически методи и прозрения, които да ви помогна да измервате точно концентрацията на биомаса.

Защо измерването на концентрацията на биомаса има значение

Преди да се потопим в методите, нека бързо да се докоснем защо измерването на концентрацията на биомаса е толкова важно. Концентрацията на биомаса се отнася до количеството живи микроорганизми (като бактерии, мая или гъбички) в даден обем на ферментационния бульон. Това измерване ви помага да наблюдавате растежа и активността на микроорганизмите, което влияе пряко върху качеството и количеството на крайния продукт. Например, при пивоварството на бира, правилната концентрация на биомаса на маята е от съществено значение за постигането на желания аромат и съдържание на алкохол.

Методи за измерване на концентрацията на биомаса

1. Измерване на оптичната плътност (OD)

Един от най -често срещаните и лесни методи е измерването на оптичната плътност на ферментационния бульон. Този метод разчита на факта, че микроорганизмите разпръскват светлината. С увеличаването на концентрацията на биомаса се разпръсква повече светлина и абсорбцията на бульона при специфична дължина на вълната (обикновено 600 nm) се увеличава нагоре.

За да измерите OD, ще ви е необходим спектрофотометър. Ето как работи:

• Първо вземете проба от ферментационния бульон. Не забравяйте да го смесите добре, за да получите представителна проба.
• След това прехвърлете пробата в кювета, която е малък, чист контейнер, предназначен за използване в спектрофотометър.
• Поставете кюветата в спектрофотометъра и измерете абсорбцията при 600 nm. Колкото по -голямо е отчитането на абсорбцията, толкова по -висока е концентрацията на биомаса.

Важно е да се отбележи, че измерванията на OD са относителни и трябва да бъдат калибрирани спрямо стандартната крива. Можете да създадете стандартна крива, като измервате OD на известни концентрации на биомаса. По този начин можете да превърнете показанията на OD в действителни концентрации на биомаса.

2. Измерване на сухото тегло

Друг надежден метод е измерването на сухото тегло на биомасата. Този метод ви дава абсолютно измерване на количеството биомаса в пробата.

Ето как да го направя:

• Вземете известен обем на ферментационния бульон и го филтрирайте през предварително претеглена филтърна хартия. Това ще отдели микроорганизмите от течността.
• Измийте филтърната хартия с дестилирана вода, за да премахнете всички остатъчни компоненти на средата.
• След това изсушете филтърната хартия с хванатата биомаса във фурна при висока температура (обикновено около 105 ° С), докато се постигне постоянно тегло. Това може да отнеме няколко часа.
• Накрая отново претеглете филтърната хартия. Разликата между крайното тегло и първоначалното тегло на филтърната хартия е сухото тегло на биомасата. Разделете това тегло на обема на пробата, за да получите концентрацията на биомаса.

Докато измерването на сухото тегло е точно, време е - консумиращо и разрушително, което означава, че не можете да върнете пробата в резервоара за ферментация.

3. Жизнеспособни броя на клетките

Ако искате да знаете броя на живите микроорганизми във ферментационния бульон, жизнеспособният брой на клетките е пътят. Този метод включва покриване на разреждания на ферментационния бульон върху агаровите плочи и преброяване на броя на колониите, които растат след инкубацията.

Ето стъпките:

• Пригответе поредица от разреждания на ферментационния бульон. Това става, като се вземе малко количество от бульона и го добавя към известен обем от стерилен разредител (като физиологичен разтвор). Повторете този процес, за да създадете редица разреждания.
• Плака известен обем на всяко разреждане върху подходяща среда на агар. Агарната среда осигурява хранителните вещества, необходими за растежа на микроорганизмите.
• Инкубирайте плаките при оптималната температура за микроорганизмите. След определен период (обикновено 24 - 48 часа), колониите ще се образуват върху плочите.
• Пребройте броя на колониите на плочите с броен брой колонии (обикновено между 30 и 300). Умножете броя на колониите по коефициента на разреждане, за да получите броя на жизнеспособните клетки на единица обем на оригиналния ферментационен бульон.

Жизнеспособният брой на клетките ви дава информация за живите клетки, но може да бъде време - да консумирате и може да не откриете всички жизнеспособни клетки, особено тези в състояние на сън.

Фактори, влияещи върху измерването на концентрацията на биомаса

Има няколко фактора, които могат да повлияят на точността на измерванията на концентрацията на биомаса. Те включват:

• Медиен състав: Компонентите на ферментационната среда могат да попречат на измерването. Например, някои медийни компоненти могат да абсорбират светлина при същата дължина на вълната, използвана за измерване на OD, което води до неточни показания.
• Клетъчна агрегация: Микроорганизмите могат да образуват агрегати във ферментационния бульон. Това може да повлияе както на OD, така и на жизнеспособни измервания на броя на клетките. При измерване на OD, агрегираните клетки могат да разпръскват светлината по различен начин и при жизнеспособен брой клетки агрегатите могат да се отчитат като една колония, което води до подценяване на действителния брой на клетките.
• Фаза на растеж: Фазата на растеж на микроорганизмите също може да повлияе на измерването. По време на фазата на изоставане концентрацията на биомаса може да не се увеличи значително, докато по време на експоненциалната фаза може да се увеличи бързо.

Нашите резервоари за ферментация за точен мониторинг на биомасата

В нашата компания ние предлагаме набор от висококачествени ферментационни резервоари, предназначени да улеснят точните измервания на концентрацията на биомаса. НашитеРезервоар за ферментация на бирае идеален за занаятчийски пивовари, които искат да наблюдават отблизо биомасата на дрождите по време на процеса на пивоварство. Той е оборудван с портове за лесно вземане на проби и има добре проектиран интериор, за да се осигури равномерно смесване на ферментационния бульон.

За индустриални приложения, нашитеФерментационни резервоари от неръждаема стоманаса чудесен избор. Те са изработени от неръждаема стомана с висок клас, която е устойчива на корозия и лесна за почистване. Тези резервоари могат да бъдат персонализирани с различни сензори за непрекъснато наблюдение на концентрацията на биомаса и други параметри.

Ако имате нужда от лесен достъп до вътрешността на резервоара за ферментация за вземане на проби и поддръжка, нашитеРезервоар за ферментация на страничен шахе идеалният вариант. Страничният шах осигурява удобен достъп, без да нарушава твърде много процеса на ферментация.

Заключение

Измерването на концентрацията на биомаса във ферментационен резервоар е критична стъпка за осигуряване на успеха на процеса на ферментация. Използвайки методи като измерване на оптична плътност, измерване на сухото тегло и жизнеспособен брой клетки, можете точно да наблюдавате растежа и активността на микроорганизмите. Важно е обаче да сте наясно с факторите, които могат да повлияят на точността на тези измервания.

Ако сте на пазара за висококачествен резервоар за ферментация, за да поддържате нуждите от мониторинг на биомасата, ние сме тук, за да ви помогнем. Нашите резервоари за ферментация са проектирани с най -новите технологии и функции, за да направят процеса на ферментация възможно най -ефективен и точен. Свържете се с нас, за да обсъдим вашите специфични изисквания и да започнете разговор за обществени поръчки. Очакваме с нетърпение да работим с вас!

ЛИТЕРАТУРА

• Baily, Je, & Ollis, DF (1986). Основи на биохимичното инженерство. McGraw - Hill.
• Stanbury, PF, Whitaker, A., & Hall, SJ (2017). Принципи на ферментационната технология. Elsevier.