Translated from English to Vietnamese - www.onlinedoctranslator.com
Tạp chí Kỹ thuật Hóa sinh80 (2013) 19–26
Danh sách nội dung có sẵn tạiKhoa họcTrực tiếp
Tạp chí Kỹ thuật Hóa sinh
Trang chủ của tạp chí:www. els evier .com/ l oc ate / be j
Bài viết thường lệ
Ảnh hưởng của hệ số truyền oxy thể tích (tôiLMột)về sản xuất hàng loạt
xylanasesAspergillus nigervan Tieghem trong bể khuấy và lò phản ứng sinh
học không khí vòng trong
Michele MichelinMột,b,∗, André Manuel de Oliveira MotaMột,
Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizelib, Daniel Pereira da SilvaMột,c,
António Augusto VicenteMột, José António TeixeiraMột
MộtIBB – Viện Công nghệ sinh học và Kỹ thuật sinh học, Centro de Engenharia Biológica, Đại học Minho, Cơ sở Gualtar, Braga, Bồ Đào Nha
bKhoa Sinh học, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Đại học São Paulo, Ribeirão Preto, SP, Brazil
cNúcleo de Engenharia de Produção, Đại học Liên bang Sergipe, Aracaju, SE, Brazil
thông tin bài viết
tóm tắt
Lịch sử bài viết:
Oxy hóa là một thông số quan trọng liên quan đến thiết kế và vận hành các lò phản ứng sinh học trộn-rắc và nó có
thể được phân tích bằng hệ số truyền khối oxy (tôiLMột).Trong nghiên cứu này, quá trình lên men theo mẻ trong lò
phản ứng sinh học bể khuấy (STB) và lò phản ứng sinh học vận chuyển bằng không khí (ALB) được vận hành trong
phạm vitôiLMộtgiá trị, trong nỗ lực tối ưu hóa và so sánh các hoạt động của xylanase ngoại bào và
- - xylosidase được tổng hợp bởi nấmAspergillus nigervan Tieghem, sử dụng lõi ngô làm nguồn cảm ứng. Mức
xylanase cao hơn được quan sát thấy trên STB (9000 U l−1;tôiLmột =30 giờ−1), trong khi sản xuất --xylosidase tương
tự nhau ở cả hai lò phản ứng sinh học. Tuy nhiên, khi hoạt động của enzym được so sánh cho cùng mộttôiLMộtgiá trị
(12 giờ−1) trong STB và ALB, sản xuất xylanase và --xylosidase cao hơn ở ALB (7000 U l−1xylanase; 2100 U l−1-xylosidase) hơn STB (4500 U l−1xylanase; 1800 U l−1--xylosidase).
Nhận ngày 7 tháng 5 năm 2013
Đã nhận dưới dạng đã sửa đổi ngày 25 tháng 8 năm 2013
Đã chấp nhận ngày 3 tháng 9 năm 2013
Có sẵn trực tuyến ngày 12 tháng 9 năm 2013
Từ khóa:
Lò phản ứng sinh học
tôiLMột
Xylanase
- - Xylosidase
lõi ngô
© 2013 Elsevier BV Bảo lưu mọi quyền.
Nấm Aspergillus
1. Giới thiệu
Hemicellulase vi sinh vật, đặc biệt là xylanase, có những ứng dụng
quan trọng trong một số ngành công nghiệp do tiềm năng to lớn của
chúng trong việc biến đổi và chuyển đổi vật liệu lignocellulosic, được sử
dụng trong nhiều quy trình công nghiệp khác nhau[1]. Ứng dụng công
nghiệp hiện tại chính của xylanase là tẩy trắng bột giấy cellulose, trong
đó xử lý sơ bộ bằng xylanase làm giảm việc sử dụng các hóa chất gốc
clo, đồng thời giảm việc tạo ra các hợp chất clo hữu cơ gây ô nhiễm từ
quá trình phân hủy lignin, vốn rất độc hại và gây đột biến, đòi hỏi phải
xử lý nước thải. [1–3]. Sự phân hủy xylan liên quan đến hệ thống
hemicelluolytic bao gồm các enzyme endo-1,4---xylanase, cắt các liên
kết bên trong chuỗi xylan và --xylosidase, cắt xylobiose và
xylooligosaccharides để tạo thành xylose.
[4].
∗Tác giả tương ứng tại: Departamento de Biologia, Faculdade de Filosofia, Ciências e
Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP, Brazil. ĐT: +55
1636023701.
Địa chỉ email:mimichelin.bio@gmail.com (Ông Michelin).
1369-703X/$ – xem phần đầu© 2013 Elsevier BV Bảo lưu mọi quyền. http://
dx.doi.org/10.1016/j.bej.2013.09.002
Nhu cầu công nghiệp ngày càng tăng đối với các enzyme xylanolytic đòi
hỏi phải phát triển các quy trình mới để đảm bảo tính khả thi về mặt kinh tế
của quá trình thủy phân vật liệu chứa xylan ở quy mô thương mại. Các lò
phản ứng sinh học bể khuấy được sử dụng rộng rãi trong các quy trình công
nghệ sinh học cung cấp các giá trị cao về tốc độ truyền nhiệt và khối lượng
(do trộn hiệu quả). Một trong những thách thức quan trọng nhất trong thiết
kế và vận hành các lò phản ứng sinh học này là sự phân bố không đồng đều
của năng lượng bị tiêu tán bên trong các dung dịch khi trộn, với hậu quả trực
tiếp đến sự phân bố hiệu quả trộn và tốc độ truyền khối lượng/nhiệt[5]. Gần
đây, các cấu hình thay thế cho lò phản ứng sinh học đã bắt đầu tìm thấy ứng
dụng trong các nhà máy quy mô lớn. Một trong những ví dụ là lò phản ứng
sinh học vận chuyển bằng đường hàng không, đây là lò phản ứng sinh học
cột bong bóng được cải tiến[6], dễ thiết kế và xây dựng, và cung cấp khả
năng trộn tốt giúp tạo ra tốc độ truyền nhiệt và khối lượng cao với mức tiêu
thụ năng lượng thấp[7–9]. Sự trộn lẫn trong các lò phản ứng sinh học nâng
khí được tạo ra bởi các bong bóng khí được cung cấp thông qua các bộ
khuếch tán ở dưới cùng của lò phản ứng[10]. Các lò phản ứng sinh học này
thường được sử dụng trong các hoạt động liên quan đến chất lỏng có độ
nhớt thấp không yêu cầu khuấy cơ học và do đó, cung cấp lực cắt thấp[11].
Việc nghiên cứu các thông số như khuấy và/hoặc sục khí trên các lò
phản ứng sinh học rất quan trọng vì chúng liên quan đến việc cung cấp
oxy cho các vi sinh vật trong quá trình này, ảnh hưởng đến việc tiêu thụ
chất nền và cho phép hoặc ức chế quá trình tổng hợp sản phẩm.
20
M. Michelin và cộng sự / Tạp chí Kỹ thuật Hóa sinh80 (2013) 19–26
[12]. Cung cấp oxy trong quá trình lên men hiếu khí là yếu tố quyết định
cho sự phát triển của vi sinh vật và đóng vai trò quan trọng trong việc
mở rộng quy mô của các quá trình sinh học. Hiệu quả sục khí phụ thuộc
vào tốc độ hòa tan và khuếch tán oxy vào môi trường nuôi cấy, cũng
như khả năng của lò phản ứng sinh học để đáp ứng nhu cầu oxy của
quần thể vi sinh vật[13].
Sự truyền oxy có thể được phân tích và mô tả bằng hệ số truyền oxy
thể tích,tôiLMột,đây là thông số quan trọng nhất cho việc thiết kế và vận
hành thiết bị trộn/phun cho lò phản ứng sinh học hiếu khí.tôiLMộtgiá trị
bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, chẳng hạn như thiết kế cơ khí, hình
dạng của bộ phân phối khí và cánh quạt, và điều kiện vận hành, chẳng
hạn như tốc độ khuấy và/hoặc tốc độ sục khí. Hơn nữa, thành phần môi
trường, nồng độ và hình thái vi sinh vật, cũng như các đặc tính của chất
xúc tác sinh học (ví dụ kích thước hạt và độ xốp) cũng là những yếu tố
ảnh hưởngtôiLMộtgiá trị[5,13–15].
Một số nghiên cứu liên quan đến việc sản xuất enzyme xylanolytic trong
lò phản ứng sinh học với hệ số truyền oxy thể tích (tôiLMột).Trong bối cảnh
này, mục đích của công trình này là đánh giá ảnh hưởng củatôiLMột về sản
xuất hàng loạt xylanase và --xylosidase từAspergillus nigervan Tieghem
trong bể khuấy và lò phản ứng sinh học không khí vòng trong, sử dụng lõi
ngô làm nguồn chất cảm ứng, để đạt được sản lượng enzym cao bằng cách
sử dụng chất nền rẻ tiền và có sẵn rộng rãi.
2. Vật liệu và phương pháp
2.1. Vật liệu, vi sinh vật và điều kiện nuôi cấy
Lõi ngô được cung cấp bởi một người nông dân địa phương (Caide,
Lousada, Bồ Đào Nha). Vật liệu này được sấy khô ở nhiệt độ 40◦C trong 12
giờ, cắt thành các mảnh nhỏ (1–3 cm) và nghiền bằng máy nghiền dao để lọt
qua lưới 1,0 mm. Sau đó, bảo quản ở nhiệt độ phòng cho đến khi sử dụng.
Vi sinh vật được sử dụng trong công trình này, được thu thập từ các
vật liệu phân hủy ở vùng Ribeirão Preto (São Paulo, Brazil), đã được
phân loại và lưu trữ nhưA. người da đenvan Tieghem của Bộ sưu tập
nuôi cấy vi sinh vật học URM từ Đại học liên bang Pernambuco, Brazil.
Các nền văn hóa gốc được nhân giống trên môi trường PDA (Difco
Laboratories, Becton, Dickinson and Co., Sparks, MD, Hoa Kỳ), ở 30◦C
trong 1 tuần và bảo quản ở 4◦C.
Vi sinh vật được nuôi cấy trong môi trường SR (Segatto-Rizzatti) theo
mô tả của Rizzatti et al.[16], ở pH 6.0, chứa 1% (w/v) lõi ngô làm nguồn
carbon. Nồng độ bào tử trong huyền phù được xác định trong buồng
đếm Neubauer. Khoảng 9×109bào tử ml−1được tiêm vào bình
Erlenmeyer, chứa tổng thể tích trung bình là 10% (v/v) thể tích của lò
phản ứng sinh học và được ủ trên máy lắc quay (100 vòng/phút, 30◦C)
trong 72 giờ. Sau đó, các nền văn hóa này được sử dụng làm chất cấy
bằng cách đổ trực tiếp vào các lò phản ứng sinh học (STB và ALB).
đặt ở mức 0,2 vvm (1 l phút−1) hoặc 0,4 vvm (2 l phút−1). Một mililit chất
chống tạo bọt 204 (Sigma–Aldrich, St. Louis, MO, Hoa Kỳ) được sử dụng khi
bắt đầu quá trình lên men. Các mẫu được thu thập mỗi 24 giờ trong 15 ngày,
được lọc và sử dụng cho các xét nghiệm enzym.
2.2.2. Lò phản ứng sinh học không khí vòng trong
Một lò phản ứng sinh học nâng khí vòng trong 9,5 l (ALB) với ống
thông gió đồng tâm được thiết kế và chế tạo tại Khoa Kỹ thuật Sinh học
thuộc Đại học Minho (UMINHO, Bồ Đào Nha). Nó được làm bằng
Perspex (polymethylmethacrylate), được trang bị các thiết bị giám sát
tự động về nhiệt độ và độ pH, và quá trình sục khí được kiểm soát bằng
bộ điều khiển lưu lượng khối 100 SLPM. Thể tích làm việc là 6 l. Sơ đồ
của ALB được trình bày trongHình 1B và các thông tin chi tiết khác có
trong Michelin et al.[17]. Thành phần của môi trường nuôi cấy giống
như trong STR. Lò phản ứng sinh học được lập trình để hoạt động ở 30◦
C ở chế độ hàng loạt, là bộ phân phối không khí, một tấm kim ở dưới
cùng của lò phản ứng sinh học. Bộ phân phối được tạo thành từ ba kim
có đường kính bên trong là 0,5 mm. Tốc độ luồng khí đã khử trùng dao
động trong khoảng 0,2 vvm (1,2 l phút−1) và 0,5 vvm (3 l phút−1) thúc
đẩy sự khuếch tán không khí hiệu quả trong toàn bộ lò phản ứng sinh
học. Độ pH và oxy hòa tan được theo dõi bằng đầu dò Mettler-Toledo.
Antifoam 204 (Sigma–Aldrich, St. Louis, MO, Hoa Kỳ) cũng được sử dụng
khi bắt đầu quá trình lên men. Các mẫu được thu thập sau mỗi 24 giờ
trong 15 ngày, được lọc và sử dụng cho các xét nghiệm enzym.
2.3. Xét nghiệm enzym
Hoạt động của Xylanase được xác định như mô tả của Miller[18] sử
dụng 1% (w/v) xylan gỗ bạch dương (Sigma–Aldrich, St. Louis, MO, Hoa
Kỳ) làm chất nền. Hỗn hợp phản ứng được thực hiện ở 60◦C trong 20
phút, bằng cách ủ 0,2 ml chất nền trong đệm McIlvaine, ở pH 5,5 và 0,2
ml chiết xuất enzym. --Hoạt động của xylosidase được xác định như mô
tả trong Kersters-Hilderson et al.
[19]sử dụng 0,25% (w/v)P-nitrophenyl---d-xylopyranoside (PNPxyl;
Sigma–Aldrich, St. Louis, MO, Hoa Kỳ) làm chất nền. Hỗn hợp phản ứng
chứa 50 -l PNP-xyl được treo trong nước cất, 150 -l đệm McIlvaine, ở pH
4.0 và 200 -l chiết xuất enzym. Các mẫu được ủ ở 70◦C trong 15 phút.
Một đơn vị hoạt động của enzyme (U) được định nghĩa là lượng
enzyme giải phóng 1 mol sản phẩm mỗi phút trong điều kiện thử
nghiệm và các hoạt động được thể hiện bằng U l−1. Năng suất được
định nghĩa là tỷ lệ giữa hoạt động xylanase tối đa và thời gian lên men
tương ứng. Các mẫu được phân tích ba lần. Các giá trị được trình bày
trong công trình này tương ứng với giá trị trung bình của ba thí nghiệm
lặp lại và có độ lệch chuẩn dưới 5%.
2.4.kLmột phép đo
2.2. Cấu hình lò phản ứng sinh học và điều kiện vận hành
2.2.1. Bể phản ứng sinh học khuấy
Bể phản ứng sinh học khuấy (STB) là Biostat R 8 lít, loại A5 từ
B. Braun Biotech International (Melsungen, Đức) với thể tích làm việc là
5 l, được trang bị các đơn vị giám sát và kiểm soát tự động về nhiệt độ,
độ pH và tốc độ khuấy. Bình phản ứng sinh học được trang bị hai tua
bin Rushton sáu cánh. Quá trình sục khí được điều chỉnh bằng bộ điều
khiển lưu lượng khối 100 SLPM (Alicat, Tucson, AZ, Hoa Kỳ) và nhiệt độ
được cố định ở điểm đặt là 30◦C. Các đầu dò pH và oxy hòa tan (DO) của
Mettler-Toledo được sử dụng để theo dõi pH và DO. Sơ đồ của STB có
thể được trao trongHình 1A. Quá trình lên men theo mẻ được thực hiện
bằng cách sử dụng môi trường SR, ở pH 6,0, chứa 1% (w/v) lõi ngô làm
nguồn carbon với tốc độ khuấy được đặt ở mức 300 hoặc 400 vòng/
phút và luồng khí
Hệ số truyền oxy thể tích (tôiLMột)được đo ở 30◦C trong cả hai lò
phản ứng sinh học (STB và ALB) trong môi trường không có tế bào bằng
phương pháp thoát khí động[20]. Phương pháp này được thực hiện
bằng cách phun nitơ cho đến khi nồng độ oxy hòa tan giảm xuống gần
bằng không và sau đó theo dõi nồng độ oxy hòa tan sau khi bắt đầu
phun không khí ẩm vào lò phản ứng sinh học. Tại thời điểm này, quá
trình truyền oxy vào môi trường bắt đầu và tiếp tục cho đến khi nồng
độ oxy trong chất lỏng đạt đến mức bão hòa. Giá trị nồng độ oxy hòa
tan (DO) được đo trực tuyến bằng O2điện cực (CellOx 325, WTW), và
được ghi trực tiếp vào máy tính, thông qua bảng thu thập dữ liệu. Ảnh
hưởng của điện cực oxy lêntôiLMộtđược coi là không đáng kể do thời
gian phản hồi của đầu dò thấp (6 giây), thấp hơn đáng kể so với 1/tôiL
Một,tương ứng với sai số thực nghiệm thấp hơn 6%.
21
Hình 1.Sơ đồ bể khuấy và lò phản ứng sinh học nâng khí. STB: 1 – bộ điều khiển lưu lượng khối; 2 – bộ lọc khí; 3 – bộ phân phối khí; 4 – lò phản ứng sinh học bể khuấy; 5 – điểm lấy mẫu;
6 – đầu dò oxy; 7 – cặp nhiệt điện; 8 – máy khuấy; 9 – đầu dò pH; 10 – đơn vị giám sát có kiểm soát pH; 11 – bộ điều khiển nhiệt độ; d4– đường kính lò phản ứng (16,0 cm); H4– chiều cao lò
phản ứng (35,5 cm); dMỘT– đường kính cánh khuấy (6,5 cm); HA-A– khoảng cách giữa các thanh khuấy (8,0 cm); HA-b– khoảng cách giữa máy khuấy và đáy lò phản ứng (7,0 cm) (A). ALB: 1 –
bộ điều khiển lưu lượng khối; 2 – bộ lọc không khí; 3 – lò phản ứng sinh học nâng khí; 4 – đầu dò nhiệt độ; 5 – đầu dò oxy; 6 – đầu dò pH; 7 – bộ điều khiển nhiệt độ; 8 – đơn vị đọc; DC3–
đường kính cột (7,0 cm); DT3– đường kính trên cùng (19,0 cm); H3– chiều cao lò phản ứng (95,5 cm); HC3– chiều cao cột (67,0 cm); HT3– chiều cao đỉnh (19,5 cm); Dr– đường kính ống đứng
(3,0 cm); Hr– chiều cao bệ đỡ (64,0 cm); dr-bt– khoảng cách giữa đáy ống đứng và bộ phân phối khí – 1,7 cm (B).
Sự thay đổi nồng độ oxy hòa tan theo thời gian,t,đã được thu được,
vàtôiLMộtđược tính theo phương trình sau:
trong(C∗ −C) =trong(C∗ −C0) −tôiLMột·t
(1)
Ở đâuC*VàClần lượt là nồng độ bão hòa của oxy và nồng độ oxy trong
chất lỏng. Giả sử pha lỏng là đồng nhất và làC0nồng độ oxy tạit =0, hệ
số truyền khối thể tích được xác định bằng cách vẽ đồ thị ln(C* − C) theo
thời gian (t)sử dụng MATLAB (MathWorks, Natick, MA, Hoa Kỳ), phiên
bản 7.2.0.232 (R2006a).
OTR được tính toán bằng cách sử dụngtôiLMộtgiá trị thu được trước
đó (thí nghiệm không có sinh khối) và giả định giá trị của nó vẫn không
đổi qua từng quá trình lên men riêng lẻ và quá trình hòa tan
giá trị oxy được đo ở các khoảng thời gian xác định,Tôi,trong quá trình
lên men. Các giá trị OTR được xác định bằng cách sử dụng phương
trình sau:
OTRTôi= mộtLmột(C∗ −CTôi)
(2)
2.5. Đo độ nhớt
Độ nhớt cắt được xác định vào lúc bắt đầu và kết thúc quá trình lên
men trong cả hai lò phản ứng sinh học, sử dụng máy đo độ nhớt ELV-8
của Anh được trang bị trục chính hình nón TL6 ở các tốc độ cắt khác
nhau trong 10 phút. Tất cả các phép đo độ nhớt được lặp lại ba lần và
nhiệt độ được kiểm soát ở 20◦C.
22
M. Michelin và cộng sự / Tạp chí Kỹ thuật Hóa sinh80 (2013) 19–26
35
(w/v) lõi ngô. Đây là một thông số quan trọng để so sánh các lò phản ứng sinh học
30
hưởng bởi thiết kế lò phản ứng sinh học.
hiếu khí, vì các lò phản ứng sinh học này có cấu hình khác nhau vàtôiLMộtbị ảnh
Nó có thể được quan sát trongHình 2cái đótôiLMộtgiá trị tăng lên khi
tăng tốc độ sục khí và cũng tăng tốc độ khuấy trong STB. Bên cạnh đó, một
tôiLMộtgiá trị có thể được quan sát cho STB hơn là ALB, đặc biệt là đối với tốc
độ sục khí được thử nghiệm ở 400 vòng/phút. Mức thấptôiLMộttrong ALB có
liên quan đến thiết kế của nó bao gồm một vùng thoát khí trên cùng mở
rộng. Chức năng chính của phần thoát khí trên cùng là tạo điều kiện cho việc
giải phóng khí. Tuy nhiên, nó cũng thúc đẩy quá trình lắng đọng, điều này
rất cần thiết để duy trì lượng sinh khối cao bên trong lò phản ứng sinh học
nếu triển khai hệ thống liên tục[21]. Gaspar và cộng sự.[22] nghiên cứu ảnh
hưởng của các yếu tố tác động lêntôiLMộtgiá trị trongPenicillium canescens
văn hóa để sản xuất xylanase đã được xác minh rằngtôiLMột tăng theo tốc
độ khuấy và lưu lượng khí, trong nhiều thiết kế tua bin khác nhau, bao gồm
tua bin đĩa Rushton có 6 cánh.
25
L
của tôi(h-1)
20
15
10
5
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
lưu lượng khí (vvm)
Hình 2.tôiLMộtnhư một hàm của thể tích luồng không khí thu được trong lò phản ứng sinh học dạng bể
khuấy (STB) loại A5 Biostat (R) từ Braun Biotech International và lò phản ứng sinh học vận chuyển bằng
đường hàng không được thiết kế và xây dựng tại Khoa Kỹ thuật Sinh học của UMINHO, ở 30◦C. Ký hiệu: --STB, 300 vòng/phút; --- STB, 400 vòng/phút; --- ALB.
3. Kết quả và thảo luận
3.1.kLmột nghiên cứu về STB và ALB
Trong tác phẩm này,tôiLMộtđược tính toán cho các điều kiện tương tự
trong STB và ALB, sử dụng môi trường không có tế bào lên men SR chứa 1%
Một số trong số nàytôiLMộtđã được chọn để lên men trong các
nghiên cứu về sản xuất enzym; nhưng hiệu ứng khuấy và sục khí cũng
được đánh giá trong sản xuất enzym.tôiLMộtlựa chọn được thực hiện
bằng cách xem xét tương tựtôiLMộtgiá trị trong các điều kiện khuấy và
sục khí khác nhau.
Một yếu tố ảnh hưởng đến quá trình truyền oxy và có tầm quan
trọng lớn trong năng suất của quá trình lên men là độ nhớt của nước
dùng. Đây là hậu quả của nồng độ sinh khối và hình thái tế bào, gây ra
những thay đổi trong đặc tính của nước dùng và ảnh hưởng đến các
đặc tính thủy động của lò phản ứng sinh học, bao gồm hiệu suất trộn
và truyền khối[23,24].
Độ nhớt của dịch nuôi cấy được đo trong quá trình lên men, phát
hiện thấy độ nhớt tăng nhẹ
Hình 3.Diễn biến thời gian cho hoạt động xylanase (A), hoạt động --xylosidase (B), oxy hòa tan (C), tốc độ truyền oxy (chèn C) và độ pH (D) trong bể phản ứng sinh học khuấy, đối với cáctôiLMột.Ký hiệu: --12 h−1(300 vòng/phút; 0,2 vvm); - - 17 giờ−1(300 vòng/phút; 0,4 vvm); --- 25 giờ−1(400 vòng/phút; 0,2 vvm); -©-30 giờ−1(400 vòng/phút; 0,4 vvm).
M. Michelin và cộng sự / Tạp chí Kỹ thuật Hóa sinh80 (2013) 19–26
23
Hình 4.Tiến trình thời gian cho hoạt động xylanase (A), hoạt động --xylosidase (B), oxy hòa tan (C), tốc độ truyền oxy (chèn C) và độ pH (D) trong lò phản ứng sinh học vận chuyển bằng không khí, đối với
các tôiLMột.Ký hiệu: --- 5 h−1(0,2 vvm); - - 6,5 giờ−1(0,3 vvm); --- 9 giờ−1(0,4 vvm); -©-12 giờ−1(0,5 vvm).
người da đenvan Tieghem phát triển trong môi trường nuôi cấy ngập dưới dạng
sục khí ảnh hưởng đáng kể đến năng suất xylanase (U l−1ngày−1), không phụ
thuộc vào sự khuấy động: 300 hoặc 400 vòng/phút. Sau 3 ngày nuôi cấy, sản
xuất xylanase nhanh hơn gần gấp đôi ở mức 0,4 vvm (2445 U l−1ngày−1cho
300 vòng/phút và 3000 U l−1ngày−1ở 400 vòng/phút) so với 0,2 vvm (1255 U l
−1ngày−1cho 300 vòng/phút và 1645 U l−1ngày−1
viên nén. Người ta biết rằng sự hình thành của sợi nấm trong lò phản ứng sinh học
ở tốc độ 400 vòng/phút). Cũng có thể thấy rằng năng suất xylanase cao hơn trong
có thể làm tăng độ nhớt của môi trường, sự phát triển của nấm xung quanh cánh
mọi trường hợp khi sử dụng tốc độ khuấy 400 vòng/phút.
quạt và làm giảm sự truyền khối, do đó làm giảm sự phát triển của nấm, năng suất
Siedenberg và cộng sự[29]quan sát thấy mức độ xylanase sản xuất
từAspergillus awamoricao nhất ở 300 vòng/phút, giảm dần khi tăng tốc
độ khuấy (500 và 750 vòng/phút), trong đó có lẽ tôiLMộtgiá trị cao hơn.
Điều này xảy ra vì trong nuôi cấy ngập, sản xuất xylanase của nấm sợi
cũng bị ảnh hưởng bởi ứng suất cắt, liên quan đến tốc độ khuấy. Tác
động có hại của lực cắt do cường độ khuấy đã được báo cáo là gây ra sự
giảm sản xuất enzyme ở một số loại nấm sợi[30,31]. Xem xét điều này,
có vẻ như mối quan hệ giữa ứng suất cắt vàtôiLMộtlà yếu tố quyết định
để đạt được mức xylanase tốt trong STB, trong đó tốc độ khuấy 400
vòng/phút và sục khí 0,4 vvm là điều kiện cho phép sản xuất mức
xylanase cao nhất.
vào khoảng ngày thứ 5 (38 mPa/giây) so với môi trường tế bào tự do (28 mPa/
giây); tuy nhiên, sự gia tăng này là tương tự đối với cả hai lò phản ứng sinh học và
do đó các giá trị được tính toán củatôiLMộtđối với cả hai lò phản ứng sinh học
được coi là tương đương nhau. Bên cạnh đó, đối với tất cả các quá trình lên menA.
và hiệu suất của lò phản ứng. Ngược lại, sự phát triển của nấm dưới dạng viên nén
cung cấp sự truyền khối và oxy tốt, giảm thiểu tác động bất lợi đến hiệu suất của lò
phản ứng và không làm tăng độ nhớt của dịch lên men[10,25,26]. Do đó, nhìn
chung, sự gia tăng độ nhớt của môi trường được chứng minh rõ hơn ở sự phát
triển dạng sợi hơn là sự phát triển dạng viên.[27,28].
3.2. Ảnh hưởng của kLa về sản xuất xylanase trong STB
Trong các quá trình sinh học hiếu khí, oxy là chất nền chính được sử
dụng cho quá trình tăng trưởng, duy trì và trong các con đường trao
đổi chất khác, bao gồm tổng hợp sản phẩm. Do đó, ảnh hưởng của quá
trình truyền oxy đã được đánh giá trên lò phản ứng sinh học bể khuấy
và theoHình 3 các hoạt động (U l−1) của xylanase và --xylosidase trong
dịch lọc từ nuôi cấy lõi ngô bị ảnh hưởng bởitôiLMột.Tỷ lệ sản xuất
xylanase cao nhất đạt được ở mức cao nhấttôiLMộtgiá trị (30 h−1), với
hoạt động tối đa là 9000 U l−1thu được sau 3 ngày nuôi cấy (Hình 3A).
Điều quan trọng là phải nhấn mạnh rằng
- - Sản xuất xylosidase là tốt trong điều kiện thử nghiệm nhiều nhất
ditions, là sản lượng cao hơn thu được (khoảng 2000 U l−1) vìtôiLMộtcủa
25 giờ−1, sau 7 ngày lên men (Hình 3B). --xylosidase thu được bằngA.
người da đencao hơn so với kết quả thu được trong các công trình khác
của một số chủngNấm Thermomyces lanuginosussử dụng xylan làm
nguồn cacbon[31–33]. Sự khác biệt này có thể là do thực tế rằng
24
M. Michelin và cộng sự / Tạp chí Kỹ thuật Hóa sinh80 (2013) 19–26
- - xylosidase thường ở bên trong tế bào hoặc liên kết với màng tế bào
và một số ít vi sinh vật tiết ra enzyme này vào môi trường nuôi cấy[34].
Hình 3C cho thấy nồng độ DO được duy trì trên 20% trong suốt quá
trình lên men, ngoại trừtôiLMộtcủa 12 giờ−1, trong trường hợp đó DO
giảm xuống giá trị gần bằng không (5%), vào cuối ngày đầu tiên của
quá trình lên men. Sự giảm nồng độ DO thường được quy cho sự gia
tăng tiêu thụ oxy do nồng độ tế bào tăng nhanh trong những giờ đầu
tiên của quá trình lên men (giai đoạn theo cấp số nhân)[11]. Ở giai đoạn
này, lượng oxy tiêu thụ mỗi giờ bằng hoặc cao hơn tốc độ truyền oxy (
tôiLMột)và DO trong môi trường giảm. Giá trị DO thấp được quan sát
thấy khi bắt đầu quá trình lên men đối vớitôiLMộtcủa 12 giờ−1có thể đã
hạn chế việc sản xuất xylanase, trong đó mức độ sản xuất enzym thấp
hơn tất cả các điều kiện khác (Hình 3A). Những kết quả này cho thấy
quá trình lên men sử dụng giá trị thấp củatôiLMộthoặc khuấy và sục khí
không đủ để cung cấp oxy cần thiết cho sự phát triển của nấm. Chèn
Hình 3C biểu thị tốc độ truyền oxy trong quá trình lên men.
Amaral và cộng sự[14]trình bày sục khí như một yếu tố quan trọng trong
việc mở rộng quy mô các quá trình lên men hiếu khí vì sự tăng trưởng và sản
xuất có thể bị hạn chế bởi nồng độ DO. Trong nhiều quá trình tổng hợp sinh
học, nguồn cung cấp oxy cho nuôi cấy không đủ để đáp ứng nhu cầu của các
vi sinh vật và do đó, đây là một trong những yếu tố hạn chế nhất đối với hoạt
động thành công của các quá trình lên men đó.
Sau ngày thứ hai, người ta cũng quan sát thấy giá trị pH giảm (Hình
3D), liên quan đến việc giải phóng các sản phẩm phụ có tính axit vào
môi trường[35]. Điều này có thể quan trọng trong việc kiểm soát ô
nhiễm vi khuẩn. Một cân nhắc quan trọng khác là tính ổn định của các
enzym trong pH axit trong thời gian dài, vì sau 15 ngày nuôi cấy ở 30◦C
các enzym vẫn hoạt động.
3.3. Ảnh hưởng của kLa về sản xuất xylanase trong ALB
Hoạt động (U l−1) của xylanase và --xylosidase trong dịch lọc từ nuôi
cấy lõi ngô đã được phân tích trong ALB và, giống như trong STR, sản
xuất xylanase và --xylosidase bị ảnh hưởng đáng kể bởitôiLMột.Trong
những điều kiện này, tổng hợp xylanase tối đa đạt được ở các giá trị cao
nhất củatôiLMột (12 giờ−1), với sản lượng 7000 U l−1giữa ngày thứ 5 và
ngày thứ 11 của quá trình lên men (Hình 4A). --Sản xuất Xylosidase cũng
cao hơn ở mức cao nhất tôiLMột (2100Ul−1trong khoảng thời gian 4–6
ngày) (Hình 4B).
Những kết quả này có thể được giải thích bằng nồng độ DO trong
quá trình lên men. Đối với mộttôiLMộtcủa 12 giờ−1(Hình 4C), nồng độ
DO vẫn duy trì trên 20% trong suốt quá trình lên men, giải thích mức độ
sản xuất enzyme cao hơn. Đối với quá trình lên men có các giá trị khác
tôiLMộtđã được xem xét (ít hơn 12 giờ−1), DO giảm xuống giá trị gần
bằng không (3–8%) khi bắt đầu quá trình lên men, cũng là giá trị OTR
thấp hơn trong giai đoạn này (chèn Hình 4C). Do nồng độ DO thấp
trong nước dùng, oxy trở thành chất dinh dưỡng hạn chế, cho thấy nhu
cầu đầu vào oxy cao hơn cho sự phát triển và sản xuất enzyme. Nhúm
và nhợt nhạt
[36]mô tả sự sụt giảm nồng độ DO trong môi trường nuôi cấy do nhu
cầu cao trong quá trình tăng trưởng nhanh, sau đó vi sinh vật đạt đến
pha ổn định và nồng độ DO tăng lên, vì nhu cầu trở nên nhỏ hơn[37].
Giá trị pH chotôiLMộtcủa 12 giờ−1giảm xuống giá trị gần 2,0–2,5 sau
ngày đầu tiên lên men và như đã xảy ra trong STB, sự sụt giảm này
không gây ra sự bất hoạt của enzyme và nó ít rõ rệt hơn đối với nồng
độ thấp hơntôiLMộtgiá trị (Hình 4D). Fontana và cộng sự.[38]cho rằng
việc sản xuất các hydrolase này được ưa chuộng trong điều kiện căng
thẳng, vì khi nghiên cứu sản xuất polygalacturonase bằngAspergillus
oryzaeđã xác minh được sản lượng enzym cao nhất trong môi trường
có giá trị pH dưới 3,0.
- - Sản xuất Xylosidase bằngA. người da đencao hơn đáng kể
hơn kết quả thu được của Michelin và cộng sự.[17], vớiNấm Aspergillus
Hình 5.Sản xuất Xylanase và --xylosidase trong STB (A) và ALB (B) như một chức năng của
tôiLMột.Ký hiệu: --- xylanase; --- --xylosidase.
terricolanấm trong cùng ALB, sử dụng cám lúa mì làm nguồn carbon. Điều
này phù hợp với các nghiên cứu trước đây đã tiết lộ rằngA. terricolakhông
phải là chất sản xuất tốt của --xylosidase ngoại bào (dữ liệu không được hiển
thị).
3.4. Mối quan hệ giữa kLa và sản xuất enzyme xylanolytic trong STB
và ALB
Nguồn cung cấp oxy, được biểu diễn bởitôiLMộtgiá trị, cho thấy là
một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc sản xuất các enzyme
xylanolytic bởiA. người da đenvan Tieghem.Hình 5cho thấy mối quan hệ
giữa sản xuất enzyme vàtôiLMột,xét đến các hoạt động cao nhất đạt
được trong suốt thời gian canh tác cho mỗitôiLMột.
STB cho thấy sản lượng xylanase cao nhất (9018 U l−1) cho mộttôiLMộtcủa
30 giờ−1; sản lượng này cao hơn gần gấp đôi so với sản lượng thu được cho
mộttôiLMộtcủa 12 giờ−1. Đối với --xylosidase giá trị 2080 U l−1đã được thu
được cho mộttôiLMộtcủa 25 giờ−1; giá trị này cao hơn 13,5% so với giá trị thu
được cho mộttôiLMộtcủa 12 giờ−1và cao hơn 6% so với mức thu được cho
mộttôiLMộtcủa 30 giờ−1(Hình 5MỘT).
Liên quan đến sản xuất xylanase và --xylosidase trong ALB, người ta
đã xác minh rằng sản xuất enzyme tăng lên cao hơntôiLMộtgiá trị (Hình
5B). Sự khác biệt về hành vi này trong hai lò phản ứng sinh học có thể
được giải thích bằng tốc độ khuấy cao trong STB, điều này thúc đẩy ứng
suất cắt quá mức dẫn đến giảm nồng độ sinh khối và do đó, giảm sản
xuất enzyme, ngay cả ở mức cao.tôiLMột giá trị. Burkert và cộng sự[35]
quan sát thấy sự tăng trưởng sinh khối và sản xuất enzyme thấp hơn ở
tốc độ khuấy cao (500 vòng/phút), có thể là do tốc độ cắt.
25
M. Michelin và cộng sự / Tạp chí Kỹ thuật Hóa sinh80 (2013) 19–26
8000
8000
MỘT
6000
5000
5000
4000
4000
3000
3000
2000
2000
1000
1000
0
2
4
6
8
10
12
14
16
20
Hoạt động β-xylosidase (U l-1)
1800
1600
1600
1400
1400
1200
1200
1000
1000
800
800
600
600
400
400
200
200
6
8
10
12
14
16
Năng suất β-xylosidase (U l-1ngày-1)
2000
1800
2
4
6
8
10
12
14
16
thời gian canh tác (ngày)
2200
2000
4
0
2400
B
2200
2
40
0
2400
0
60
0
thời gian canh tác (ngày)
0
80
LÀM (%)
6000
0
100
7000
Năng suất xylanase (U l-1ngày-1)
Hoạt động của xylanase (U l-1)
7000
0
thời gian canh tác (ngày)
Hình 6.Biểu đồ thời gian cho hoạt động xylanase (ký hiệu đóng) và năng suất (ký hiệu mở) (A) và
hoạt động --xylosidase (ký hiệu đóng) và năng suất (ký hiệu mở) (B) trong bể khuấy (hình vuông)
và lò phản ứng sinh học vận chuyển bằng không khí (hình tròn), cho cùng một tôiLMột (12 giờ−1).
3.5. So sánh sản xuất enzyme ở STB và ALB trong cùng một kLmột
giá trị
Các lò phản ứng sinh học thùng khuấy (STB) và lò phản ứng sinh học
airlifit (ALB) được sử dụng rộng rãi trong quá trình lên men và một số nghiên
cứu đánh giá và so sánh hành vi của chúng đối với các quy trình công nghệ
sinh học tương tự. Đối với nghiên cứu này và nhằm mục đích so sánh hai lò
phản ứng sinh học này trong sản xuất enzyme, cùng mộttôiLMộtgiá trị (12
giờ−1) được sử dụng (300 vòng/phút và 0,2 vvm trong STB và 0,5 vvm trong
ALB) để sản xuất xylanase và --xylosidase trong quá trình lên men.
Mặc dù có giá trị tương tựtôiLMộttrong cả hai lò phản ứng sinh học, tác
động ẩn của cường độ hỗn hợp có thể đóng vai trò quan trọng và che giấu
kết quả. Tuy nhiên, các kết quả trước đó (dữ liệu không được hiển thị) về
cường độ trộn cho thấy ở điều kiện vận hành của STB (300 vòng/phút và 0,2
vvm) và ALB (0,5 vvm), thời gian trộn là tương tự nhau, từ 10 đến 15 giây.
Hình 7.Tiến trình thời gian cho nồng độ oxy hòa tan và tốc độ truyền oxy (chèn) trong các
lò phản ứng sinh học bể khuấy (---) và không khí (---), cho cùng mộttôiLMột (12 giờ−1).
năng suất tối đa được quan sát thấy ở ALB (0,57 U cm−3h−1) hơn STB
(0,39 U cm−3h−1) cùng lúctôiLMột.
Sự khác biệt trong sản xuất enzyme giữa STB và ALB được quan sát
thấy đối với cùng mộttôiLMộtgiá trị có thể liên quan đến nồng độ DO.
Mặc dù OTR cao hơn ở STB so với ALB (chènHình 7), nồng độ DO trong
STB bị hạn chế, vì giá trị gần bằng 0 được quan sát thấy vào cuối ngày
đầu tiên nuôi cấy, trong khi ở ALB, nồng độ DO vẫn cao hơn 20% (Hình
7). Do đó, ngay cả khi sử dụng cùng mộttôiLMộtgiá trị, hành vi trong hai
lò phản ứng là khác nhau, vì lượng oxy tiêu thụ cao hơn ở STB. Một yếu
tố có thể ảnh hưởng đến sự phát triển và sản xuất enzyme là tác động
tiêu cực của ứng suất cắt do tuabin STB gây ra đối với sợi nấm; do đó,
nhu cầu oxy cao hơn là cần thiết trong trường hợp này để đạt được các
giá trị sản xuất enzyme tương tự như những giá trị quan sát được trong
ALB. Một khả năng khác có thể là sự phát triển của vi sinh vật cao hơn ở
STB dẫn đến lượng oxy tiêu thụ cao hơn. Việc xác nhận khả năng này
đòi hỏi phải xác định nồng độ sinh khối; tuy nhiên, điều này không thể
thực hiện được do nó bám vào lõi ngô (nấm và lõi ngô trộn lẫn và
không thể tách riêng để đo chính xác lượng lõi ngô tiêu thụ và sự phát
triển của sinh khối).
Các tác giả khác cũng quan sát thấy rằng sản xuất xylanase cao hơn
ở ALB so với STB[17,29,39]. Trong mọi trường hợp, lời giải thích được
đưa ra là các lò phản ứng sinh học vận chuyển bằng không khí đã được
sử dụng rộng rãi trong quá trình lên men với nấm sợi do môi trường cắt
thấp và truyền khối tốt. Tuy nhiên, kết quả trình bày trong công trình
này chỉ ra rằng những lợi thế được đề cập ở trên phải tính đến tác động
của quá trình khuấy cơ học trong STR, một mặt góp phần tăng cường
đáng kể quá trình truyền oxy, như đã thấy đối với các tỷ lệ sục khí
tương tự và mặt khác, làm tăng mức tiêu thụ oxy như đã thấy đối với
cáctôiLMộtgiá trị, những tác động này là tiêu cực trong trường hợp sản
xuất xylanase và --xylosidase.
4. Kết luận
Hình 6A và B cho thấy sản lượng enzym cao nhất xảy ra ở ALB –
7000 U l−1xylanase; 2100 U l−1--xylosidase
– so với STB – 4500 U l−1xylanase; 1800 U l−1-- xylosidase. Hành vi tương
tự cũng được quan sát thấy về mặt năng suất, trong đó các giá trị cũng
cao hơn đối với ALB.
Burkert và cộng sự[35]cũng so sánh sản xuất lipase trong STB và ALB cho
thấy hoạt động lipase tối đa là tương tự nhau ở cả hai lò phản ứng sinh học,
đạt tới 21 U cm−3trong lò phản ứng sinh học khuấy ở tốc độ 300 vòng/phút
và 1 vvm (tôiLMột,21 giờ−1) và khoảng 20 U cm−3trong lò phản ứng sinh học
vận chuyển hàng không ở 2 vvm (tôiLMột,21 giờ−1). Tuy nhiên,
Sự truyền oxy vào các tế bào vi khuẩn trong các quá trình sinh học hiếu khí
ảnh hưởng mạnh đến quá trình hình thành sản phẩm bằng cách tác động đến các
con đường trao đổi chất và thay đổi các luồng trao đổi chất. Các lò phản ứng sinh
học này có các cấu hình khác nhau: trong STB có hai yếu tố chính (sục khí và
khuấy) ảnh hưởng đến tốc độ truyền oxy, trong khi ở ALB chỉ có sục khí đóng vai
trò chính. Do đó, điều quan trọng là phải xem xét cùng một thông số, chẳng hạn
nhưtôiLMột,trong các nghiên cứu so sánh quá trình sinh học trong các lò phản ứng
sinh học khác nhau. Kết quả cho thấy sản xuất xylanase, trong hai loại lò phản ứng
sinh học được đánh giá, bị ảnh hưởng bởi oxy
26
M. Michelin và cộng sự / Tạp chí Kỹ thuật Hóa sinh80 (2013) 19–26
tốc độ truyền, là sản lượng xylanase cao hơn xảy ra trên lò phản ứng
sinh học có tốc độ truyền oxy cao hơn (9000 U l−1, 30 giờ−1– STB; và
7000 U l−1, 12 giờ−1– ALB).
Tuy nhiên, khi sản xuất enzym được đánh giá cho cùng một giá trị củatôi
LMột (12 giờ−1), sản lượng xylanase và --xylosidase lần lượt cao hơn 35% và
16% trong ALB. Điều này là do quá trình truyền oxy trong môi trường nuôi
cấy nấm sợi trong các lò phản ứng sinh học này dẫn đến hiện tượng tương
tác phức tạp, trong đó một số yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình truyền
oxy, chẳng hạn như thiết kế lò phản ứng sinh học và ứng suất cắt (trong
STB).
Lời cảm ơn
Công việc này được hỗ trợ bởi Coordenação de Aperfeiçoamento de
Pessoal de Nível Superior (1162/10-1 CAPES/Brazil) và Fundação para a
Ciência ea Tecnologia (SFRH/BD/37082/2007 FCT/Bồ Đào Nha).
Tài liệu tham khảo
[1]MLTM Polizeli, ACS Rizzatti, R. Monti, HF Terenzi, JA Jorge, DS Amorim, Xylanase từ
nấm: tính chất và ứng dụng công nghiệp, Appl. Microbiol. Biotechnol. 67 (2005) 577–
591.
[2]L. Viikari, A. Kantelinen, J. Sundquist, M. Linko, Xylanase trong tẩy trắng: từ ý tưởng
đến ngành công nghiệp, FEMS Microbiol. Rev. 13 (1994) 335–350.
[3]P. Bajpai, Tẩy trắng sinh học bột giấy hóa học, Crit. Rev. Biotechnol. 24 (2004) 1–58.
[4]FI Javier Pastor, O. Gallardo, J. Sanz-Aparicio, P. Díaz, Xylanase: tính chất phân tử và
ứng dụng, trong: J. Polaina, AP MacCabe (Eds.), Enzyme công nghiệp, Springer, 2007,
trang 65–82, Chap. 5.
[5]AI. Galaction, D. Cascaval, C. Oniscu, M. Turnea, Dự đoán hệ số truyền oxy trong các lò
phản ứng sinh học khuấy cho môi trường nuôi cấy vi khuẩn, nấm men và nấm,
Biochem. Eng. J. 20 (2004) 85–94.
[6]C. Vial, S. Poncin, G. Wild, N. Midoux, Phân tích thực nghiệm và lý thuyết về thủy động lực học
trong ống đứng của lò phản ứng vận tải hàng không vòng ngoài, Kỹ thuật hóa học.
Khoa học. 57 (2002) 4745–4762.
[7]Z. Yuguo, W. Zhao, C. Xiaolong, -Amylase sản xuất bởivi khuẩn Bacillus subtilisvới cặn bã trong lò phản
ứng sinh học vận chuyển bằng đường hàng không vòng ngoài, Biochem. Eng. J. 5 (2000) 115–121.
[8]HP Luo, MH Al-Dahhan, Đặc điểm cục bộ của thủy động lực học trong lò phản ứng sinh học nâng khí
ống khói, Khoa học Kỹ thuật Hóa học 63 (2008) 3057–3068.
[9]V. Sivasubramanian, BSN Prasad, Ảnh hưởng của vận tốc khí bề mặt và tính chất lưu
chất đến hiệu suất thủy động lực học của cột khí nâng bằng dung dịch cồn, Int. J.
Eng. Sci. Technol. 1 (2009) 245–253.
[10]S. Nitayavardhana, K. Issarapayup, P. Pavasant, SK Khanal, Sản xuất sinh khối nấm giàu protein trong lò
phản ứng sinh học vận chuyển bằng đường hàng không sử dụng vinasse làm chất nền, Bioresour.
Công nghệ. 133 (2013) 301–306.
[11]RC Fontana, MM Silveira, Sản xuất polygalacturonase bằngAspergillus oryzaetrong bể
khuấy và lò phản ứng không khí vòng trong và vòng ngoài, Biores. Công nghệ. 123
(2012) 157–163.
[12]FG Alves, F. Maugeri Filho, JFM Burkert, SJ Kalil, Tối đa hóa sản xuất -- galactosidase:
nghiên cứu đồng thời tác động của khuấy và sục khí, Appl. Biochem. Biotechnol. 160
(2010) 1528–1539.
[13]D. Cascaval, AI. Galaction, M. Turnea, Phân tích so sánh sự phân bố tốc độ truyền oxy
trong lò phản ứng sinh học khuấy cho dịch lên men mô phỏng và thực tế, J. Ind.
Microbiol. Biotechnol. 38 (2011) 1449–1466.
[14]PFF Amaral, MG Freire, MHM Rocha-Leão, IM Marrucho, JAP Coutinho,
MAZ Coelho, Tối ưu hóa quá trình truyền khối oxy trong lò phản ứng sinh học đa pha với
perfluorodecalin là pha lỏng thứ hai, Công nghệ sinh học. Kỹ thuật sinh học. 99 (2008) 588–
598.
[15]AI. Galaction, D. Cas-caval, S. Camarut, Phân tích sự phân bố tốc độ truyền oxy trong các lò
phản ứng sinh học khuấy cho môi trường nuôi cấy nấm men, Romanian Biotechnol. Lett. 15
(2010) 5423–5435.
[16]ACS Rizzatti, JA Jorge, HF Terenzi, CGV Rechia, MLTM Polizeli, Tinh chế và tính chất của
ngoại bào chịu nhiệt --d-xylosidase được sản xuất bởi một loại enzyme chịu nhiệt
Aspergillus phoenicis,J. Ind. Microbiol. Công nghệ sinh học. 26 (2001) 156–160.
[17]M. Michelin, MLTM Polizeli, DP Silva, DS Ruzene, AA Vicente, JA Jorge, HF Terenzi, JA
Teixeira, Sản xuất enzyme xylanolytic bằngNấm Aspergillus terricola trong bể khuấy
và vòng lặp tháp nâng khí, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 38 (2011) 1979–1984.
[18]GH Miller, Sử dụng thuốc thử axit dinitrosalicylic để xác định đường khử, Anal. Chem.
31 (1959) 426–429.
[19]H. Kersters-Hilderson, M. Claeyssens, EV Doorslaer, E. Saman, CK Bruyne, --ngày
xilosidase từVi khuẩn Bacillus pumilus,Meth. Enzymol. 83 (1982) 631–639.
[20]A. Ferreira, G. Pereira, JA Teixeira, F. Rocha, Công cụ thống kê kết hợp với phân tích
hình ảnh để mô tả thủy động lực học và truyền khối trong cột bong bóng, Chem.
Eng. J. 180 (2012) 216–228.
[21]O. Dolgos, J. Klein, AA Vicente, JA Teixeira, Hành vi của bộ tách khí-lỏng kép trong lò
phản ứng nâng khí vòng trong – ảnh hưởng của khoảng hở trên cùng, trong: Hội
nghị SSCHE lần thứ 28, Tatrankés Matliare, 2001, trang 21–25.
[22]A. Gaspar, L. Strodiot, PH Thonart, Cải thiện hệ số truyền oxy trongPenicillium
canescensvăn hóa. Ảnh hưởng của thiết kế tuabin, tốc độ khuấy và lưu lượng không
khí đến sản xuất xylanase, Appl. Biochem. Biotechnol. 70–72 (1998) 535–545.
[23]J. Sinha, JT Bae, JP Park, CH Song, JW Yun, Ảnh hưởng của nồng độ chất nền lên lưu biến nước
dùng và hình thái nấm trong quá trình sản xuất exo-biopolymer bằngPaecilomyces Nhật
Bảntrong lò phản ứng sinh học theo mẻ, Enz. Microb. Technol. 29 (2001) 392–399.
[24]K. Gupta, PK Mishra, P. Srivastava, Đánh giá tương quan về hình thái và lưu biến của
Aspergillus terreustrong quá trình lên men lovastatin, Biotechnol. Bioprocess Eng.
12 (2007) 140–146.
[25]L. Wang, D. Ridgway, T. Gu, M. Moo-Young, Chiến lược xử lý sinh học để cải thiện sản
xuất protein dị loại trong quá trình lên men nấm sợi, Biotechnol. Adv. 23 (2005) 115–
129.
[26]Y. Liu, W. Liao, S. Chen, Nghiên cứu về sự hình thành viên nang của nấm sợiRhizopus
oryzaesử dụng mô hình hồi quy logistic đa biến, Biotechnol. Bioeng. 99 (2008) 117–
128.
[27]M. Pazouki, T. Panda, Hiểu về hình thái của nấm, Bioprocess Eng. 22 (2000) 127–143.
[28]YJ Cho, HJ Hwang, SW Kim, CH Song, JW Yun, Ảnh hưởng của nguồn carbon và tốc độ
sục khí đến lưu biến nước dùng và hình thái nấm trong quá trình sản xuất sắc tố đỏ
bằngPaecilomyces sinclairiitrong lò phản ứng sinh học theo mẻ, J. Biotechnol. 95
(2002) 13–23.
[29]D. Siedenberg, SR Gerlach, A. Czwalinna, K. Schugerl, MLF Giuseppin, J. Hunik, Sản
xuất xylanase bằngAspergillus awamorivề môi trường phức hợp trong bể khuấy và
lò phản ứng vòng tháp nâng khí, J. Biotechnol. 56 (1997) 205–216.
[30]MB Palma, AMF Milagres, AMR Prata, IM De-Mancilha, Ảnh hưởng của tốc độ sục khí
và khuấy lên hoạt động xylanase từ Penicillium janthinellum, Proc. Biochem. 31
(1996) 141–145.
[31]S. Singh, JC du Preez, B. Pillay, BA Prior, Sản xuất hemicellulase bằngNấm
Thermomyces lanuginosuschủng SSBP: ảnh hưởng của sự khuấy động và độ căng
của oxy hòa tan, Appl. Microbiol. Biotechnol. 54 (2000) 698–704.
[32]J. Gomes, I. Gomes, W. Kreiner, H. Esterbauer, M. Sinner, W. Steiner, Sản xuất xylanase
không chứa cellulase và chịu nhiệt ở mức cao bằng chủng hoang dãNấm
Thermomyces lanuginosussử dụng xylan gỗ sồi, J. Biotechnol. 30 (1993) 283–297.
[33]M. Ilias, MM Hoq, Hiệu ứng truyền thông ngắn của tốc độ khuấy động lên sự phát triển và sản xuất
xylanase không có cellulase bằngNấm Thermomyces lanuginosusMH4 trong lò phản ứng sinh học,
Tạp chí Thế giới về Vi sinh vật. Công nghệ sinh học. 14 (1998) 765–767.
[34]A. Knob, CRF Terrasan, EC Carmona, --Xylosidase từ nấm sợi: tổng quan, World J.
Microbiol. Biotechnol. 26 (2010) 389–407.
[35]JFM Burkert, RR Maldonado, F. Maugeri Filho, MI Rodrigues, So sánh quá trình sản
xuất lipase bằngCây cỏ gấutrong quá trình khuấy và lên men bằng không khí, J.
Chem. Technol. Biotechnol. 80 (2005) 61–67.
[36]A. Pinches, L. Pallent, Tỷ lệ và mối quan hệ năng suất trong quá trình sản xuất kẹo cao su xanthan bằng
phương pháp lên men mẻ sử dụng môi trường tăng trưởng phức tạp và được xác định về mặt hóa
học, Biotechnol. Bioeng. 28 (1986) 1484–1496.
[37]F. Garcia-Ochoa, E. Gomez, VE Santos, JC Merchuk, Tốc độ hấp thụ oxy trong các quá
trình vi sinh: Tổng quan, Biochem. Eng. J. 49 (2010) 289–307.
[38]RC Fontana, TA Polidoro, MM Silveira, So sánh bể khuấy và lò phản ứng sinh học vận chuyển
bằng không khí trong sản xuất polygalacturonase bằngNấm Aspergillus oryzae, Tài nguyên
sinh học. Công nghệ. 100 (2009) 4493–4498.
[39]SW Kim, SW Kang, JS Lee, Sản xuất cellulase và xylanase bằngAspergillus nigerKKS trong các lò
phản ứng sinh học khác nhau, Bioresour. Technol. 59 (1997) 63–67.