قارچ ها باعث زیان اقتصادی شدیدی می شوند. آنها به صورت ساپروفیت باعث فساد غذا و بسیاری از کالاهای تولید بشر می شوند. و به عنوان پارازیت باعث کاهش محصولات کشاورزی و همچنین بیماری انسان و حیوانات اهلی می شوند. این موارد از جمله فعالیت های زیان آور قارچ ها بوده است. اما مخمرها و برخی قارچ ها ، گاهی نیز سودمند هستند و اهمیت اقتصادی بسیاری دارند. قارچ ها در طول تاریخ به عنوان غذا و یا در فرآیندهای ، تولید غذا به کار رفته اند.


  • تکنولوژی تخمیر :

تکنولوژی تخمیر عبارتست از ، کشت وسیع میکروارگانیسم

ها در تانک های تخمیرو استخراج محصولات مفیدی که این ارگانیزم ها تولید می

کنند. این محصولات ممکن است داخل سلول ارگانیزم

بماند و یا به بیرون از سلول (درون محیط اطرافش) تراوش شود.

اغلب میکروارگانیسم

هایی که در صنعت تخمیر به کار می

روند، هوازی هستند و تهویه مناسب تانک

های تخمیر بخش مهمی از تکنولوژی تخمیر است. تولید الکل، توسط مخمرها و تولید استون
و بوتانول ، توسط باکتری

ها، دو کاربرد مهم تخمیر است.

    کاربرد تخمیر در
صنعت ، نیازمند مطالعات آزمایشگاهی روی میکروارگانیسم

هایی است که به کار می

روند. موادی که برای رشد ارگانیزم

ها به کار می

رود، طراحی فرآیندی مناسب جهت تخمیر و در نهایت چگونگی استخراج محصولات تخمیری
می

باشد.

 

  • مطالعات
         آزمایشگاهی در رابطه با فرآیند تخمیر:

ü    بررسی

های اولیه:

اولین قدم این است که بدانیم ، آیا میکروارگانیسم تولید محصولات مفید
می

کند یا خیر؟ البته این تنها شرط یک فرآیند تخمیری خوب نیست. چون ممکن است یک میکروارگانیسم
محصولات مفیدی را تولید کند ولی سخت رشد باشد و نیاز به محیط رشد گران داشته باشد.

ü    تولید در مقیاس وسیع:

برای تولید اقتصادی متابولیت

های قارچی از تانک

های بزرگ تخمیر استفاده شده. در این تانک

ها دهها یا صدها هزار لیتر محیط کشت به علاوه

ی مواد پیش برنده واکنش و هوا ریخته می

شود. جهت دستیابی به یک روش مناسب برای رشد میکروارگانیسم درون محیط کشت ، بایستی
ابتدا آزمایشاتی در مقیاس کوچک در آزمایشگاه انجام شود. مثلاً در محیط

های یک یا دو لیتری، و چنانچه نتایج مثبت به دست آمده ، آزمایشات در
محیط

کشت

های زیادترانجام شود و نتیجه برای مقیاس وسیع تولید، و تعمیم داده شود و
هزینه

های تولیدوسیع نیز برآورد شود.

یکی از مشکلات در تولید وسیع محصولات مخمری، هوادهی محیط است. وقتی حجم محیط
زیاد شود ، هوادهی هم مشکل

تر است. در این موارد هنگام هوادهی ممکن است که محیط کشت کف کند ، بنابراین مواد
ضد کف، به محیط اضافه می

کنند. این مواد نباید هیچ تأثیری در فرآیند تخمیر بگذارند.

ü    نگهداری محیط کشت :

یک استرین قارچ که میزان زیادی از محصول مورد نیاز مارا تولید می

کند، بسیار با ارزش است. تهیه کشت

های متعدد از چنین استرینی باعث می

شود، افرادی به وجود آیند، که محصولات مورد نیاز ما را به مقدار کمتری تولید
می

کنند؛ که این مطلب برای ما مطلوب نیست. بهتر است از استرین

 اصلی کشت

های متعدد گرفته نشود. و استرین

 اصلی در یک حالت ثابت با رشد رویشی کم
نگهداری شود، تا تغییر در آن کم به وجود آید. بهتر است کشتی که برای نگهداری تهیه
می

شود، از یک تک سلول هاپلوئید، تهیه شود، تا از نظر ژنتیکی یکدست باشد.

ü    تهیه اینوکلوم:

اینوکلومی که در صنعت تخمیر به کار می

رود، نباید با سایر میکروارگانیسمها آلوده شود و همجنین باید از تغییرات ژنتیکی
مصون بماند.برای این کار باید اینوکلوم را از کشت تازه تهیه کرد. مقدار اینوکلوم
باید کافی باشد، یعنی حدود 10% از مقدار بیومسی باشد که می

خواهیم در تانک تخمیر داشته باشیم. این میزان اینوکلوم بسیار بالا است. و به این
دلیل سطح اینوکلوم را بالا می

گیریم ، چون می

خواهیم هر سیکل تخمیر در مدت زمان کمتری انجام گیرد.

 

 

 

  • مواد اولیه
         برای فرآیند تخمیر:

برای یک فرآیند تخمیر موفق لازم است که قارچ بتواند به خوبی
رشد کند و متابولیت

های مورد نیاز را تولید کند . قارچ همچنین باید یک رفتار ثابت و قابل
پیش

بینی داشته باشد. و سرعت رشد و متابولیت

های مشخصی داشته باشد.برای دست

یابی به چنین حالتی باید یک محیط کشت غنی تهیه کرد، که حاوی کربن- نیتروژن و سایر
عناصر ضروری به میزان لازم باشد. تهیه چنین محیطی در آزمایشگاه آسان است چون در
آزمایشگاه مواد شیمیایی خالص داریم. اما در صنعت استفاده از مواد شیمیایی خالص
خیلی گران است. انتخاب صحیح مواد خام جهت تهیه محیط کشت یک فاکتور کلیدی در موفقیت
فرآیند تخمیر صنعتی است.

بیشترین ماده غذایی مورد نیاز قارچها منبع کربن است.
بنابراین ماده خام بایستی اولاً ، یک منبع کربن قابل دسترس باشد. و از آن

جا که مصرف منبع کربن زیاد است، باید ارزان باشد.اغلب قارچها توانایی استفده از
گلوکز و سوکروز را به عنوان منبع کربن دارند، بنابراین ، عصاره نیشکر – شکرهای تصفیه نشده- ملاس

ها- و نشاسته

ی هیدرولیز شده، به عنوان مواد خام مناسبی هستند.

منبع کربنی که باکتری

ها از آن برای رشد خود، به طور وسیع استفاده می

کنند، متانول است، که از متان حاصل از گاز طبیعی به دست می

آید. از بین قارچها فقط تعداد کمی از مخمرها می

توانند از متانول استفاده کنند.

البته علاوه بر منبع کربن ، قارچ

ها نیاز به منبع نیتروژن دارند. برخی مواد خام عبارتند از: عصاره بادام زمینی – ملاس چغندرقند و آب پنیر. این مواد هم به عنوان منبع
نیتروژن و هم منبع کربن مورد استفاده است. سایر مواد غذایی که در تهیه محیط کشت
لازم است، عبارتند از : مواد معدنی- ویتامین

ها و برخی از عناصر کم مصرف.

  • طراحی تانک
         تخمیر و کارکرد آن :

اغلب فرآیندهای تخمیر صنعتی در تانکهای تخمیر صورت
می

گیرد. یک تانک تخمیر، یک ظرف بزرگ سیلندری شکل است، که می

تواند حجم زیادی از محیط کشت استریل را در خود جای دهد. سپس این محیط کشت بایستس
مایه زنی و هوادهی شود؛ و حرکت داده شود، ردیابی گشته، گرم یا سرد شود،
نمونه

برداری شود، و در صورت لزوم به آن مواد غذایی اضافه گردد. در کلیه مراحل، نباید
آلودگی به سایر میکروارگانیسمها صورت گیرد.

  • هوادهی و
         حرکت دادن محیط:

اغلب فرآیندهای تخمیر صنعتی هوازی است. هوا به درون تانک پمپ می

شود. اما قبل از آن از یک فیلتر خاص عبور می

کند تا آلودگی

های داخل هوا حذف شوند. سرعت پمپ شدن هوا به درون محیط در یک دقیقه حدود نصف حجم
هوا به ازاء یک حجم محیط است.

حرکت دادن مکانیکی محیط باعث می

شود، هوای وارد شده به طور یکسان در تمام محیط پخش شود. حرکت دهی در تانکهای تخمیر
معمولاً توسط 3 تا 4 همزن که به طور عمودی روی یک شافت قرار گرفته

اند، صورت می

گیرد.

  • کنترل دما:

به طور کلی متابولیسم با تولید حرارت همراه است، که این حرارت تولید شده در
سطح کارهای آزمایشگاهی قابل چشم

پوشی است و تأثیر چندانی ندارد، اما در سطح وسیع صنعتی، افزایش دما باعث افزایش
قطر لوله

های تانک تخمیر می

شود. هر چه تانک بزرگتر باشدف افزایش دما بیشتر است. چنانچه افزایش یا کاهش دما از
حد بهینه مورد نیاز برای تخمیر بیشتر نوسان کند، این نوسان توسط سنسورهایی تشخیص
داده می

شود و دریچه



ای باز شده و آب در اطراف تانک جریان می

یابد، تا دما به حد مناسب برسد.

  • فرآیندهای
         جداسازی:

وقتی یک فرآیند تخمیر پایان می

یابد، تعداد زیادی سلول در حجم زیادی از محیط تخمیر به وجود آمده است. محصولاتی که
ما نیاز داریم، معمولاً یا جزء کوچکی از سلول هستند یا رد محیط اطراف سلول آزاد
شده

اند. برای مثال یک لیتر محیط حاوی سلول دارای یک گرم آنزیم

های مورد نیاز ما یا 10 گرم آنتی

بیوتیک است. حال باید این مقدار کم از حجم زیاد محیط تخمیر ، جدا شود. یک فرآیند
تخمیر ، وقتی اقتصادی استکه جداسازی محصولات آن نیز اقتصادی باشد؛ یعنی یک روش
کارآمد برای جداسازی محصولات تخمیر وجود داشته باشد.

یکسری مراحل برای جداسازی و خالص

سازی محصولات تخمیر انجام می

شود، که عبارتست از:

  1. 1.    
    جداسازی فاز مایع از جامد
  2. 2.    
    جداسازی بیومس(سلول

    ها)
  3. 3.    
    جداسازی فاز مایع
  4. 4.    
    حذف ضایعات