| Popis: |
Bakalaureusetöö Toiduainete tehnoloogia õppekaval Fermentereid ehk bioreaktoreid kasutatakse laialdaselt erinevates valdkondades, sealhulgas näiteks teaduslaborites mitmesuguste mikrobioloogiliste protsesside uurimiseks. Ka Eesti Maaülikooli Toiduteaduse ja toiduainete tehnoloogia õppetooli mikrobioloogia laboris on Applikon my-Control 2 L mahutavusega fermenter, millel seni puudus varasem kasutuskogemus, kuid mis omab suurt potentsiaali erinevateks rakendusteks nii mikrobioloogias kui ka toiduteaduses laiemalt. Bakalaureusetöö eesmärk on anda põhjalik ülevaade fermenterite tööpõhimõtetest, kasutusaladest ning eksperimentaalse töö alusel koostada Applikon my-Control fermenteri kasutusjuhend. Eksperimentaalse töö jaoks kasutati fermenteri riist- ja tarkvara kahe pärmikultuuri kasvatamisel, et jälgida fermentatsiooniprotsessi kulgu ja hinnata seadme töö stabiilsust. Eksperimentaalses osas jälgiti fermenteri erinevate seguri kiiruste (100-300 rpm) mõju pärmiliikide Saccharomyces pastorianus ja Saccharomyces bayanus rakkude arvule, kaalule ja kasvusöötme pH väärtusele fermentatsiooniprotsessi käigus. Leiti, et S. pastorianus’e kasvatamiseks sobisid kõik valitud segamiskiirused 100-300 rpm, kuid suurim pärmirakkude arvu muutus registreeriti segamiskiiruse 200 rpm kasutamisel (10,58 ± 0,08 log rakku/L). S. bayanus’e rakkude arvu määramine biomassi anduriga ebaõnnestus pärmi poolt moodustatud biokile tõttu, aga kaalu muutuse põhjal järeldati, et S. bayanus’e kasv toimus samuti kõige aktiivsemalt segamiskiiruse 200 rpm juures. Mõlema pärmi fermentatsiooniprotsessi käigus toimus esialgu kasvusöötme pH langus ning hiljem selle tõus. S. pastorianus kultuuri kasutamisel langes pH kuni 40. tunnini, aga S. bayanus’e fermentatsiooniprotsessi käigus langes pH minimaalseima väärtuseni juba 16 tundi pärast pärmi söötmesse lisamist. S. bayanus’e pH väärtuse muutused olid prominentsemad segamiskiiruse 300 rpm juures. Eksperimentide käigus saadud tulemused tõestasid Applikon my-Control seadme töö stabiilsust. Lisaks koostati katsete läbiviimise käigus Applikon my-Control 2 L fermenteri detailne kasutusjuhend, mis hõlbustab seadme edaspidist kasutamist erinevate katsete läbiviimisel. Fermenters, also known as bioreactors, are widely used in various fields, such as, e.g., research laboratories to investigate various microbiological processes. The laboratory of the Chair of Food Science and Technology of the Estonian University of Life Sciences has a new Applikon my-Control fermenter, have so far not had any user-experience by stuff, but has great potential for various applications in microbiology and food science in general. The aim of this Bachelor's thesis is to provide a thorough overview of the operating principles and applications of fermenters in general and to compile the operating manual for the Applikon my-Control fermenter based on the experiments. For experimental work, current fermenter hardware and software technologies were used to grow two types of yeast, monitor the progress of the fermentation process and assess the stability of the equipment. In the experimental part, the effect of different stirrer agitation speeds (100-300 rpm) on the number of cells of Saccharomyces pastorianus and Saccharomyces bayanus, their weight and the overall pH of the growth medium were evaluated during the fermentation process. Stirring speeds of 100-300 rpm were found to be suitable for growing S. pastorianus, but the largest change in the number of yeast cells was recorded at a stirring speed of 200 rpm (10.58 ± 0.08 log cells/L). S. bayanus cell counting with the biomass sensor failed, however, due to its biofilm forming ability, but based on the changes in weight, it was determined that S. bayanus growth was also most active at a stirring speed of 200 rpm. During the fermentation process of both types of yeast, the pH of the growth medium initially decreased and later increased. During S. pastorianus growth, the pH was decreasing until the 40-hour mark, but during the fermentation process of S. bayanus, the pH dropped to a minimum as early as 16 hours after the addition of the yeast to the medium. Changes in the pH of S. bayanus were more prominent at an increased stirring speed of 300 rpm. The results of the experiments showed the stability of the Applikon my-Control. In addition, a detailed user manual for the Applikon my-Control was compiled in order for the device to be used for various continual tests. |
