chemical factors)
Muốn kiếm soát tốt sản phẩm của quá trình lên men thu được, tất cả các yếu tố hóa học có thể ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển của sản phẩm phải được giám sát liên tục. Trường hợp lý tưởng vẫn chưa thực hiện được nhưng một số kỹ thuật vẫn đang được tiếp tục phát triển.
3.1 Cảm biến cụ thể các ion (ion specific sensor)
Cảm biến cụ thể các ion được phát triển bởi Orion. Nghiên cứu và bức xạ kế dùng để đo NH4+,Ca2+,K+,Mg2+,PO3-,SO2-,...(Orion Research Inc 11Blackstone Street,Cambridge ,MA,U.S.A;Radiome-ter,Aagard Nielson and Schroder, Emdrupvej 72 Copenhagen –NV, Denmark). Thời gian phản ứng của các điện cực biến đổi từ 10 giây đến vài phút tùy thuộc vào nồng độ các ion và thành phần của mẫu đang xét. Tuy nhiên trong các thiết bị thăm dò không có sterilizable hơi
3.2 Enzyme và điện cực vi sinh vật
Enzyme hoặc điện cực tế bào vi sinh vật có thể có trong một số nghiên cứu; một enzyme phù hợp hoặc tế bào vi sinh vật làm thay đổi pH hoặc nồng độ oxi. Trong các phản ứng enzyme được lựa chọn và cố định trên một màng tế bào tổ chức liên hệ với độ pH hoặc điện cực oxi. Không may là nhu cầu oxi của một loại enzyme có thể hạn chế khi nồng độ cơ chất là tối đa trong môi trường. Enfors (1981) đã khắc phục vấn đề này trong việc xác định glucose bằng cách cố định enzyme glucose oxidase và catalase. Gần đây nó đã có thể sử dụng một ferrocene deriva-tive như phản ứng oxi hóa khử nhân tạo cho các điện tử vận chuyển glucose oxidase đến một điện cực carbon. Do đó làm cho các thiết bị phần lớn phụ thuộc vào nồng độ oxi (Higgins và Boldot,1992). Điện cực enzyme cũng đã được thương mại sẵn để theo dõi cholesterol, triglicerides, lactate, acetate, oxalate,
Công nghệ Lên men
methanol, ethanol, creatine, ammonia, urea, amino acids, carbohydrate và penicillin (Higgins cùng cộng sự, 1987;Luong cùng cộng sự, 1988; Higgins và Boldot, 1992).
Cách lý tưởng nhất là một điện cực được nhúng vào bình lên men và hơi khử trùng là điều cần thiết nhưng không có điện cực sẵn để làm theo cách này. Ngay cả khi sử dụng enzyme ổn định ở nhiệt độ cao thu được từ vi sinh vật ưa nhiệt.
Hewetson cùng cộng sự (1979) đã chuẩn bị các điện cực sterilized penicillinase khử trùng bằng cách lắp ráp các linh kiện vô trùng hoặc nhúng từng bộ phận linh kiện vào cloroform trước khi bỏ vào bình lên men.
3.3 Quang phổ hồng ngoại
Hammond và Brookes (1992) đã miêu tả rõ về quang phổ hồng ngoại (NIR; 460- 1200 nm), phân tích liên tục và hàng loạt các thành phần của nước luộc thịt lên men. Họ đã lên men một mẫu nước thịt có cho thêm kháng sinh, dùng kỹ thuật quang phổ hồng ngoại để ước lượng lượng chất béo, sinh khối và lượng kháng sinh tạo thành trong sản phẩm. Một bộ phận cảm biến quang phổ được gắn ở thùng lên men để lấy kết quả phân tích chất béo. Và kết quả là lượng thuốc kháng sinh đã giảm từ 2 giờ xuống còn 2 phút. Phương pháp này còn cho thấy được lượng protein trong mẫu nước thịt. Năm 1994, Vaccari và các cộng sự đã dùng phương pháp này để đo lượng glucose, axit lactic và sinh khối trong lên men lactic.
3.4 Máy quang phổ kế
Máy quang phổ kế được đo trực tiếp và rất chính xác vì nó có một phản ứng chưa tới 5 giây và toàn bộ thời gian cho một mẫu là 12 giây. Nó cho phép giám sát áp suất khí (O2, CO2, CH4,...) các khí hòa tan ( O2, CO2, CH4,...) các chất dễ bay hơi (methanol, ethnol, acetone, các axit hữu cơ đơn giản,…). Năm 1981, Heinzle và các cộng sự đã kết hợp máy quang phổ kế với một bộ xử lý. Với một đầu dò có thổi khí để do áp lực khí đốt,một đầu đo khí hòa tan và các chất dễ bay hơi. Do đó có thể ghép lại để phân tích quá trình lên men. Năm 1989 Merck và công ty Inc đã cài đặt một hệ thống phân tích chất
Công nghệ Lên men
lỏng pha khí và tích hợp một máy quang phổ kế để lấy mẫu một số men. Điều này không chỉ được áp dụng trong phòng thí nghiệm mà hoàn toàn có thể áp dụng tại các nhà máy vì nó chỉ tốn ít về tài chính khoảng 15000$. Kết quả phân tích chính xác và có thể phân tích oxy và carbon dioxide, cũng như phân tích cho một loạt các hợp chất khí và dễ bay hơi khác.