Monitorovanie rastu kvasiniek vo fermentačnom procese

Oblasť skúmania

Monitorovanie rastu kvasiniek vo fermentačnom procese je kľúčové v mnohých priemyselných odvetviach, kde sa ich metabolická aktivita využíva na výrobu rôznych produktov. Sledovanie rastu kvasiniek pomáha optimalizovať a kontrolovať celý proces kvasenia.

V pivovarníctve a vinárstve sa turbidimetriou monitoruje nielen ich počet ale aj ich vitalita, aby sa dosiahol požadovaný obsah alkoholu, chuť a vôňa. Neefektívne kvasenie môže viesť k nežiadúcim vedľajším produktom alebo zastaveniu fermentácie. Pri výrobe jogurtov a syrov sú podstatné najmä baktérie mliečneho kvasenia, ale kvasinky sa tiež používajú na výrobu niektorých fermentovaných mliečnych nápojov, kde prispievajú k jedinečnej chuti a textúre.

Kvasinky sa často využívajú ako továrne na výrobu rôznych bioaktívnych látok. Monitorovaním rastu kvasiniek a správnym zásahom sme schopní maximalizovať výťažok a kvalitu produktu (napr. rekombinantná kvasinka Sachcharomyces cerevisieae sa používa na výrobu inzulínu). Sledovanie rýchlosti a rastu kvasiniek je kľúčové pre dosiahnutia maximálnej produkcie bioetanolu fermentáciou cukrov z kukurice alebo cukrovej trstiny.

V pekárenskom priemysle sa turbidimetria využíva pri výrobe kvásku, aby sa zabezpečila optimálna fermentácia a konzistentná kvalita. Vzorka kvásku sa odoberá v pravidelných intervaloch 2-4 hodiny zriedi sa a odmeria sa jej turbidita pri vlnovej dĺžke 600 nm. Čím je vyššia koncentrácia mikroorganizmov (najmä kvasiniek Saccharomyces cerevisieae a baktérií Lactobacillus), tým je turbidita vzorky vyššia. Na základe rastovej krivky sa určí fáza kvasenia:

    • Fáza oneskorenia  – bunky sa adaptujú na nové prostredie (sú aktívne, ale nedelia sa)
    • Fáza exponenciálneho rastu – bunky sa intenzívne delia.
    • Fáza stacionárna – fermentácia sa spomalila, mikroorganizmy spotrebovali väčšinu živín, stúplo množstvo odpadových látok, počet umierajúcich buniek sa rovná počtu novovzniknutých buniek

Vďaka turbidimetrii môžeme presne načasovať prikŕmenia, ktorými sa zvyšuje aktivita kvásku a zabezpečí sa kvalita kvásku dôležitá pri priemyselnej výrobe chleba. V pekárňach, ktoré vyrábajú kvások vo veľkom, sa turbidimetria používa na automatizované sledovanie fermentačných nádrží. Systém môže automaticky prikŕmiť kvások alebo upraviť teplotu na základe turbidimetrickej hodnoty.