PENDAHULUAN DASAR bioprosesbioprosessetiap proses / aplikasi / metode / teknik yang menggunakan sel-sel hidup yang lengkap atau komponen mereka (misalnya, sel, enzim, kloroplas) untuk mendapatkan / menghasilkan produk yang diinginkan Penerapan ilmu biologi dalam proses industri Insinyur kimia & biologis ilmuwan harus bekerja bersama-sama: 1. Untuk mendapatkan yang terbaik katalis biologis (mikroorganisme, sel hewan, sel tumbuhan, atau enzim) untuk proses yang diinginkan 2. Untuk menciptakan lingkungan terbaik bagi katalis untuk melakukan dengan merancang bioreaktor dan beroperasi dalam cara yang paling efisien 3. Untuk memisahkan produk yang diinginkan dari campuran reaksi dengan cara yang paling ekonomis - melibatkan proses desain dan pengembangan... Pertanyaan ..Apa perubahan dapat diharapkan terjadi? pemahaman tentang ilmu-ilmu dasar untuk proses yang terlibat Seberapa cepat proses ini akan berlangsung? Kinetics berhubungan dengan laju reaksi dan bagaimana hal itu dipengaruhi oleh berbagai kondisi chemic'al dan fisik. Bagaimana sistem dioperasikan dan dikendalikan untuk hasil maksimum? alat indera yang dapat diandalkan on-line perlu dikembangkan untuk meningkatkan operabilitas dan untuk memastikan bahwa proses tersebut dioperasikan pada titik-titik yang paling ekonomis Bagaimana bisa produk dipisahkan dengan kemurnian dan minimum biaya maksimum? berbagai proses hilir: seperti distilasi, penyerapan, ekstraksi, adsorpsi, pengeringan, filtrasi, presipitasi, dan pencucian dllKeuntungan dari bioproses1. Mild reaction condition: room temperature, atmospheric pressure, and fairly neutral medium pH the operation is less hazardous, manufacturing facilities are less complex 2. Specificity: An enzyme catalyst highly specific and catalyzes only one or a small number of chemical reactions. A great variety of enzymes exist that can catalyze a very wide range of reactions.3. Effectiveness: A small amount of enzyme is required to produce the desired effect. The rate of an enzyme-catalyzed reaction much faster A small amount of enzyme is required to produce the desired effect.4. Renewable resources: The major raw material for bioprocesses is biomass which provides both the carbon skeletons and the energy required for synthesis for organic chemical manufacture.Disadvantages of bioprocess:1 campuran produk Complex.: beberapa reaksi enzim yang terjadi secara berurutan atau paralel. produk akhir campuran massa sel, banyak metabolik oleh-produk, sisa nutrisi yang asli. . 2 encer lingkungan berair: jumlah kecil dalam media air (SMF) pemisahan sangat mahal. Produk panas sensitif; teknik pemisahan tradisional tidak dapat digunakan, mengembangkan teknik baru . 3 Kontaminasi: Sistem fermentor dapat dengan mudah terkontaminasi bakteri dan jamur tumbuh dengan baik di sebagian besar media. lebih sulit dengan budidaya tanaman atau hewan sel tingkat pertumbuhan mereka jauh lebih lambat dibandingkan dengan bakteri atau jamur. . 4 Variabilitas: Sel cenderung bermutasi karena perubahan lingkungan Enzim adalah molekul relatif sensitif atau tidak stabil dan memerlukan perawatan dalam penggunaannya.Bioprocess products3 kategori: biomassa produk sel, & senyawa dimodifikasi (biotransformasi)HIDUP CELLfermentasiSejak jaman kuno Latin fermentum fervere (mendidih) untuk menggambarkan metabolisme gula oleh mikroorganisme Fermentasi buah bir bir kecap Sebelum WW II terutama diterapkan secara komersial dalam makanan; proses baru seperti produksi obat-obatan, bahan kimia industri, enzim, bahan kimia pertanian, perawatan air limbah, pencucian mineral, dan teknologi DNA rekombinan Substrat / Media materi yang mendukung pertumbuhan mikroba budaya Mikroorganisme tumbuh dalam lingkungan yang terkendaliKategori & Aplikasi fermentasi

organismeProtista organisme biologis sederhana dibandingkan dengan tumbuhan dan hewan; ganggang, protozoa, jamur, dan bakteri struktur unit dari semua organisme hidup: prokariota dan eukariota.

sel prokariotikbakteri dan ganggang biru-hijau. kecil dan sederhana sel tidak terkotak oleh sistem membran unit. hanya memiliki dua wilayah struktural: sitoplasma dan wilayah nuklir (atau nucleoplasm). Cytoplast: rybosome, situs untuk sintesis protein Wilayah Nuklir: informasi genetik dikelilingi dengan dinding sel dan sel membran sel membran berfungsi sebagai permukaan ke mana zat sel lain melampirkan dan di mana banyak fungsi sel penting terjadi.

eukariotikstruktur unit pada tumbuhan, hewan, protozoa, jamur, dan ganggang 1.000 hingga 10.000 kali lebih besar dari sel-sel prokariotik inti mengendalikan properti dan semua kegiatan penting dari sel kromosom mengandung gen sitoplasma yang terlibat dalam reaksi terus menerus untuk mensintesis bahan sel Mitokondria menggunakan oksigen dalam proses pembangkit energi Vakuola dan lisosom berfungsi untuk mengisolasi berbagai reaksi kimia dalam sel

nomenklatur mikrobasetiap organisme memiliki dua nama bagiansistem binomial Nama yang tepat dari organisme selalu dicetak miring Kata pertama adalah nama genus (jamak, genera) dalam bahasa Latin atau Yunani dan dikapitalisasi Kata kedua adalah nama spesies dan tidak dikapitalisasi Mungkin ada beberapa spesies dengan nama genus yang sama Mis.: Lactobacillus plantarum. L. acidophillus, L. casei

bakteriUniseluler, sekitar 1500 spesies m, sangat bervariasi dalam panjangDiameter 0,5-1 Bentuk: kokus (bulat / bulat telur), bacilly (silinder / batang), spirilla (spiral melingkar)Reproduksi: pembelahan aseksual biner langkah-langkah reproduksi: 1) pemanjangan sel, 2) invaginasi dari dinding sel, 3) distribusi bahan nuklir, 4) pembentukan dinding sel melintang, 5) distribusi bahan selular menjadi dua sel, dan 6) pemisahan menjadi dua sel baru

Kondisi fisik untuk bakteri3 faktor fisik utama: T, lingkungan gas, dan pH manifestasi aksi enzimatikaktivitas mikroba dan pertumbuhan laju reaksi enzim meningkat dengan meningkatnya T; laju pertumbuhan mikroba adalah T tergantung pH optimum untuk pertumbuhan bacteris terletak: 6,5-7,5. Meskipun beberapa bakteri dapat tumbuh pada ekstrem dari kisaran pH, batas jatuh di suatu tempat antara pH 4 dan PH9.

Gas utama dalam budidaya bakteri O2 dan CO2 Ada empat jenis bakteri, sesuai dengan respon mereka terhadap oksigen: tumbuh di hadapan gratis O2.1. Bakteri aerobik tumbuh dalam ketiadaan gratis O22. Bakteri anaerob tumbuh baik dalam ketiadaan atau adanya oksigen bebas.3. Fakultatif bakteri anaerob tumbuh di hadapan jumlah menit oksigen bebas4. Bakteri mikroaerofilik Beberapa bakteri membentuk spora ketika pertumbuhan berhenti karena kelaparan atau sebab lainnya Spora lebih tahan dari sel normal terhadap panas, pengeringan, radiasi, dan bahan kimia. Spora dapat tetap hidup selama bertahun-tahun; Namun, mereka dapat mengkonversi kembali ke sel normal pada kondisi yang tepatfungiTanaman tanpa klorofil tidak dapat mensintesis makanan sendiri berbagai ukuran dan bentuk dari ragi bersel tunggal untuk multicellullar jamur RAGI & MOLDragi luas di alam (makanan, tanah, di udara, pada kulit dan usus hewan) tergantung pada tumbuhan tingkat tinggi dan hewan untuk energi mereka bulat untuk bulat telurUniseluler m lebar;Ukuran: 1 sampai 5 rn panjang5 sampai 30 cukup tipis dalam sel muda, tetapi mengental dengan usia.Dinding sel tunasReproduksi aseksual

Sebuah tunas kecil (atau sel anak) terbentuk pada permukaan sel yang matang. Tunas tumbuh dan diisi dengan bahan nuklir dan sitoplasma dari sel induk. Ketika tunas adalah sebagai besar sebagai orangtua, aparat nuklir di kedua sel adalah reorientasi dan sel-sel terpisah. Sel anak dapat melekat pada sel induk, seringkali bahkan setelah sel-sel dibagi anggur, bir, ragi rotiSaccharomeces cerevisiae cetakan jamur berserabut Sebuah sel tunggal atau spora (konidia) yang berkecambah membentuk benang panjang, hifa, yang cabang berulang kali karena memanjang untuk membentuk struktur vegetatif yang disebut miselium a. Karena miselium yang mampu tumbuh tanpa batas, dapat mencapai dimensi makroskopik. Cari di mana-mana Aspergillus, Penicillium, rhizopus digunakan dalam produksi antibiotik, enzim, makanan dan makanan aditifsel hewanSel eukariotik Mereka terikat oleh bahan antar untuk membentuk jaringan Tissue lazim dibagi menjadi empat kategori: epitel, jaringan ikat, otot, dan saraf Jaringan epitel membentuk penutup atau lapisan semua permukaan benda bebas, baik eksternal maupun internal. Jaringan ikat, sel-sel selalu tertanam dalam matriks antar sel yang luas, yang mungkin cair, semipadat, atau padat Sel-sel otot biasanya terikat bersama menjadi lembaran atau bundel oleh bertanggung jawab untuk sebagian besar gerakan padajaringan ikat hewan yang lebih tinggi Sel saraf terdiri dari badan sel, yang berisi dan serat.

sel tumbuhanTanaman sumber berbagai senyawa kimia (misalnya obat-obatan, rasa, pigmen, wewangian) dikenal sebagai metabolit sekunder diproduksi dalam jumlah jejak & tidak memiliki fungsi metabolisme jelas. Sajikan sebagai antarmuka antara tanaman dan lingkungan (sebagai adaptasi terhadap tekanan atau pertahanan kimia terhadap mikroorganisme, dan predator yang lebih tinggi) Mensintesis? terlalu sulit & mahal Memupuk jaringan tanaman eksogen bukannya seluruh tanaman sebagai budaya dalam kondisi aseptik, media bergizi, udara disaring Sebagai budaya tumbuh dipotong dan dipindahkan ke media baru (disubkultur) untuk memungkinkan pertumbuhanUkuran dalam kisaran 20-40 mm dengan diameter dan 100.200 mm Sel eukariotik khas Struktur Namun, sel-sel tumbuhan memiliki ciri khas seperti dinding yang kaku, vakuola besar, dan adanya kloroplas Kloroplas adalah situs fotosintesis dalam sel tanaman, yang berisi pigmen chlorophill hijau yang bertanggung jawab untuk menangkap cahaya untuk produksi karbohidratperbedaan antara tanaman dan sel-sel mikrobaSel tumbuhan 1. Adalah 10 sampai 100 kali lebih besar dari sel-sel bakteri m panjang) m dengan diameter dan 100-200 dan jamur (20-40 2. Metabolisme sel tumbuhan lebih lambat dibandingkan sel-sel mikroba pemeliharaan sterilitas untuk jangka waktudalam satu urutan besarnya yang lama. 3. Sel tumbuhan cenderung tumbuh dalam rumpun yang menyebabkan sedimentasi, pencampuran miskin, ditusuk inlet dan jalur outlet, pertumbuhan dinding, dan sebagainya. Sel tumbuhan 4. Lebih sensitif terhadap geser dari sel-sel mikroba. 5. Produksi metabolik dalam sel tanaman tunduk pada mekanisme pengaturan yang lebih kompleks daripada produksi metabolisme dalam sel mikroba. Sel tumbuhan 6. Lebih genetik tidak stabil dari sel mikroba.

Tanaman produksi metabolit sekunder 3 kategori penting: alkaloid, minyak esensial dan glikosida. Alkaloid adalah kristal, nitrogen yang mengandung senyawa; fisiologis aktif dan digunakan dalam industri farmasi, misalnya kodein, nikotin, kafein, dan morfin. Minyak atsiri terdiri dari campuran terpenoid dan digunakan sebagai flavorents, wewangian, dan pelarut. Glikosida termasuk fenolat, tanin dan flavonoid, saponin, dan glikosida sianogen, beberapa di antaranya dapat dimanfaatkan sebagai pewarna, rasa makanan, dan obat-obatan.Produk tanaman bunga komersial

Keuntungan dari budidaya tanaman 1 terlepas dari cuaca dan kondisi geografis.; tidak perlu kapal atau menyimpan bahan baku besar. 2. Kualitas produk dan hasil dapat dikontrol dengan menghilangkan masalah yang dihadapi dalam pengolahan tumbuhan, seperti kualitas bahan baku, keseragaman dalam dan di antara banyak, penyakit, hama 3. Beberapa produk metabolik dapat diproduksi dari budaya dalam jumlah yang lebih tinggi daripada yang diamati dalam seluruh tanaman 4. Menghasilkan kelipatan tanaman tanpa adanya benih atau penyerbuk yang diperlukan untuk memproduksi benih 5. Produksi salinan tepat dari tanaman yang menghasilkan bunga yang sangat baik, buah-buahan, atau memiliki sifat yang diinginkan lainnya

KINETIKA PERTUMBUHAN MIKROBAin batch systemberkaitan dengan tingkat pertumbuhan sel penting untuk desain dan pengoperasian sistem fermentasi mempekerjakan mereka

Sebuah budaya yang ideal untuk fermentasi harus (harus): 1. Murni. 2. Tumbuh dan berkembang biak dengan cepat. 3. Genetik stabil namun mudah untuk manipulasi untuk kinerja yang lebih baik. 4. Menghasilkan produk yang seragam dalam waktu singkat. 5. Tidak menghasilkan yang tidak diinginkan oleh-produk. 6. Memiliki mekanisme perlindungan terhadap kontaminan yang tidak diinginkan lainnya.SISTEM BATCH sistem tertutup, tanpa inlet atau outlet aliran terbatas tetapnutrisi yang jumlah Inokulum ini akan dipindahkan, kemudian secara bertahap tumbuh dan mereplikasi Sebagai berpropagasi sel, nutrisi yang habis dan produk akhir yang dibentuk Tahap utama dari kurva pertumbuhan: lag, eksponensial, stasioner & kematian faseKurva pertumbuhan sel deskripsi ini mengacu pada perilaku baik uniseluler dan miselium (filamen) organisme dalam sistem kultur batch Pertumbuhan miselium mengakibatkan penambahan eksponensial biomassa layak untuk tubuh miselium daripada produksi terpisah, unicells diskrit.

lag phasejumlah sel tidak meningkat sel dapat tumbuh dalam ukuran durasi waktu untuk adaptasi mikroorganisme dengan lingkungan baru, tanpa replikasi sel banyak dan tanpa tanda-tanda pertumbuhan. kejutan ke lingkungan bila tidak ada periode aklimatisasi

Panjang fase lag inokulum (konsentrasi, tipe, usia), komposisi media, kondisi fermentasi

i) Medium Transfer mikroorganisme dari nutrisi rendah ke konsentrasi tinggi panjang lag periode, karena sel-sel harus menghasilkan enzim yang diperlukan untuk themetabolization dari nutrisi yang tersedia. Jika mereka pindah dari ahigh ke konsentrasi nutrisi yang rendah fase lag singkat

ii) ukuran inokulum Jika sejumlah kecil sel-sel yang diinokulasi ke dalam volume besar fase lag yang panjang.short lag phaseFase lag berlebihan tidak produktif Minimalkan periode fase lag: 1. Komposisi medium dan kondisi lingkungan dalam budaya benih dan kapal produksi adalah identik 2. Shock pengenceran kecil (yaitu sejumlah besar inokulum yang digunakan) 3. Sel-sel dalam inokulum adalah pada akhir fase eksponensial pertumbuhan.

fase eksponensial Tahapan: i) fase pertumbuhan dipercepat: Jumlah sel mulai meningkat dan kenaikan tarif divisi untuk mencapai maksimum kadang-kadang dimasukkan sebagai bagian dari fase lag ii) fase pertumbuhan eksponensial: The jumlah sel meningkat secara eksponensial sebagai sel-sel mulai membagi Merencanakan pertumbuhan linear peningkatan semi-log grafik menunjukkan kemiringan konstan Lereng merupakan tingkat konstan populasi sel ii) fase pertumbuhan melambat: Setelah tingkat pertumbuhan mencapai maksimum, hal ini diikuti oleh perlambatan laju pertumbuhan baik dan tingkat divisi produk metabolisme primer dalam periode tropophasefase stasioner Populasi sel akan mencapai nilai maksimum tidak akan meningkatkan setiap tingkat pertumbuhan lanjut zero densitas sel tetap konstan Pertumbuhan populasi mikroba biasanya terbatas baik oleh kelelahan nutrisi yang tersedia atau dengan akumulasi produk beracun dari metabolisme laju penurunan pertumbuhan dan pertumbuhan akhirnya berhenti Transisi antara fase eksponensial dan fase stasioner melibatkan periode pertumbuhan yang tidak seimbang di mana berbagai komponen seluler yang disintesis pada tingkat yang tidak sama. Akibatnya, sel-sel dalam fase diam memiliki komposisi kimia yang berbeda dari sel-sel dalam fase eksponensialNamun, dalam fase ini metabolisme yang masih aktif Senyawa Produce tidak disintesis selama tropophase (exp. Phase) , tidak ada fungsi yang jelas dalam metabolisme selMetabolisme sekunder idiophase menggunakan produk primer sebagai bahan baku sangat sedikit spesies mikroorganisme; tidak semuafase kematian kegiatan sel secara bertahap menurun dengan bertambahnya usia mereka Pada akhir fase diam sel dapat mulai mati Kematian terjadi baik karena menipisnya cadangan energi selular, atau akumulasi produk beracun menonaktifkan sel-sel yang tersisa laju pertumbuhan sel menyeimbangkan tingkat kematian. Dalam beberapa kasus, organisme tidak hanya mati tetapi juga hancur, proses yang disebut lisis. fase kematian berkembang sedangkan kepadatan sel drastis turun jika metabolit sekunder beracun yang hadir penurunan eksponensial dalam jumlah sel-sel hidup di media sementara nutrisi yang habis.KINETIKA SISTEM BATCH Tujuan dari desain adalah untuk meminimalkan periode fase lag dan memaksimalkan panjang fase pertumbuhan eksponensial kinetika sel adalah hasil dari berbagai jaringan rumit reaksi biokimia dan kimia dan fenomena transportasi, yang melibatkan beberapa fase dan sistem multikomponen konsentrasi nutrisi, sel-sel (lama & baru) dan produk bervariasi dengan waktu sebagai hasil pertumbuhan. sel hidup dan menyebarkan banyak parameter media mengalami perubahan berurutan dengan waktu sebagai sel-sel tumbuh Akibatnya, pemodelan matematika kinetika pertumbuhan akurat adalah mustahil untuk mencapai Model terstruktur, rnodel didistribusikan sederhana

.. asumsi model ..Sel dapat diwakili oleh komponen tunggal ( misalnya massa sel , jumlah sel , konsentrasi protein , DNA , atau RNA . Hal ini berlaku untuk pertumbuhan yang seimbang , karena dua kali lipat dari massa sel untuk pertumbuhan yang seimbang disertai dengan dua kali lipat dari semua properti terukur lainnya dari populasi sel .2 . Populasi massa seluler didistribusikan merata di seluruh budaya . Suspensi sel dapat dianggap sebagai solusi homogen . Sifat heterogen sel dapat diabaikan Konsentrasi sel dapat dinyatakan sebagai berat kering per satuan volume ( g / l ) atau kepadatan optik sel ( absorbansi pada panjang gelombang menentukan ) .3 . Media diformulasikan sehingga hanya satu komponen dapat membatasi laju reaksi . Semua komponen lain yang hadir pada konsentrasi yang cukup tinggi , sehingga perubahan kecil tidak signifikan mempengaruhi laju reaksi .4 . Fermentor juga dikendalikan sehingga parameter lingkungan seperti pH , suhu , dan konsentrasi oksigen terlarut dipertahankan pada tingkat yang konstanPada fase pertumbuhan eksponensial ... Pada organisme uniseluler, dua kali lipat progresif jumlah sel menghasilkan tingkat terus meningkat dari pertumbuhan penduduk Asumsi: tingkat pertumbuhan berdasarkan jumlah sel sebanding dengan yang berdasarkan berat sel Sebuah kultur bakteri mengalami pertumbuhan yang seimbang meniru orde pertama autokatalitik reaksi kimia Oleh karena itu, laju peningkatan populasi sel pada waktu tertentu sebanding dengan jumlah kerapatan (CN) bakteri hadir pada waktu itu:

(laju pertumbuhan spesifik, t-1) Tingkat pertumbuhan adalah perubahan dari kepadatan jumlah sel dengan waktu laju pertumbuhan spesifik adalah perubahan dari log natural dari kepadatan jumlah sel dengan waktu.

CN adalah konsentrasi jumlah sel pada t0 ketika pertumbuhan eksponensial dimulaiketika adalah konstan dengan waktu selama periode pertumbuhan eksponensial, maka

Mengambil log alami. saat t0 = 0, menjadi: tLn CN = ln CN0 + Waktu yang diperlukan untuk melipatgandakan populasi (CN = 2CN0), yang disebut waktu penggandaan (td),

Waktu penggandaan berbanding terbalik dengan laju pertumbuhan spesifikSelama fase eksponensial, nutrisi lebih & organisme tumbuh pada laju pertumbuhan spesifik max ( max) Hasil Pertumbuhan konsumsi nutrisi & ekskresi produk mikroba Setelah waktu tertentu penurunan tingkat pertumbuhan sampai pertumbuhan berhenti Entitas induk kehilangan mungkin karena deplesi nutrisi (pembatasan substrat), akumulasi autotoxic, atau kombinasi dari keduaFaktor yang Mempengaruhi 1) Konsentrasi Substrat

Cs = konsentrasi substrat pembatas. Ks adalah sama dengan konsentrasi nutrisi ketika laju pertumbuhan spesifik adalah setengah dari nilai max ( max)

Menurut persamaan Monod, peningkatan lebih lanjut dalam konsentrasi nutrisi setelah mencapai max tidak mempengaruhi laju pertumbuhan spesifik, laju pertumbuhan spesifik menurun sebagai konsentrasi substrat meningkat melebihi tingkat tertentu.2) Konsentrasi Produk Seperti sel-sel tumbuh mereka menghasilkan produk sampingan metabolisme yang dapat terakumulasi dalam medium. Pertumbuhan mikroorganisme biasanya dihambat oleh produk ini, yang efek dapat ditambahkan ke persamaan Monod sebagai berikut:

3) Kondisi Lain pH media, suhu, dan suplai oksigen PH dan suhu optimum berbeda dari satu mikroorganisme yang lain.tugas kertas TOPIK Baker ragi Protein sel tunggal pektinase protease asam glutamat dekstran insuline penisilinTHE POIN medium mikroorganisme negara Medium kondisi reaksi penggunaan dllKorelasi antara pertumbuhan vs tingkat tertentu

Persamaan (1) dan (3) mengabaikan fakta bahwa hasil pertumbuhan di deplesi nutrisi dan akumulasi beracun oleh-produk dan dengan demikian memprediksi pertumbuhan yang terus menerus. Selama fase eksponensial, nutrisi lebih & organisme tumbuh pada laju pertumbuhan spesifik max ( max) Hasil Pertumbuhan konsumsi nutrisi & ekskresi produk mikroba Setelah waktu tertentu penurunan tingkat pertumbuhan sampai pertumbuhan berhenti Entitas induk kehilangan mungkin karena deplesi nutrisi (pembatasan substrat), akumulasi autotoxic, atau kombinasi dari kedua

mediafaktaMikroorganisme mendapatkan energi untuk mendukung biosintesis dan pertumbuhan dari lingkungan mereka dalam berbagai carakebutuhan nutrisi yang kompleks dan bervariasiTidak hanya adalah jenis mikroorganisme beragam ( bakteri, jamur , ragi ) , tetapi spesies dan strain menjadi sangat spesifik ; produkSemua microorgnism membutuhkan air , sumber energi , C , N , elemen mineral , vitamin mungkin ditambah oksigen jika aerobikdiperlukan MediumMenghasilkan hasil max prod . atau biomassa per g substrat yang digunakanMenghasilkan konsentrasi maks prod .memungkinkan tingkat max pembentukan prodIzin min hasil yang tidak diinginkan prodKonsisten kualitas & tersedia sepanjang tahunPenyebab masalah min selama persiapanPenyebab masalah min selama produksi & mempermudah proses aliranmengingat ....ketersediaan nutrisi yang dibutuhkan oleh mikroorganisme : energi , tumbuh , produksikondisi fermentasi : pH substrat , MC , suhu inkubasitahap pertumbuhan mikroorganismeKehadiran bersaing mikro - organisme lainProses Persiapan & hilirMedia alami atau dirumuskan ditentukan? Media alami: Cheaper Variasi Tinggi / bets Produk Unpredictable / biomassa Lebih kompleks dalam proses hilir Sulit untuk mendeteksi peningkatan hasil kecil Diformulasikan-MEDIA mudah mereproduksi Khusus untuk strain lebih mahal Hasil yang lebih dapat diprediksi Proses yang lebih sederhana lebih murah Mudah untuk mendeteksi perbaikan proses Media alam Biasanya, media yang kompleks untuk produksi metabolit sekunder baru dirumuskan secara empiris, karena (dalam banyak kasus) sedikit yang diketahui tentang mikroba atau biosintesis senyawa yang diinginkan.

MEDIA FORMULASITahap penting dalam proses manufaktur memuaskan untuk mendukung biomassa selKomposisi & metabolit produksiCukup pasokan energi untuk biosintesis sel & maintenanceMengingat stoikiometri untuk pembentukan pertumbuhan & produkUntuk fermentasi aerobik : + P + CO2 + H2O + panasC ( sumber energi ) + N + sumber biomassa O2 + lain min .Kapasitas produk kebutuhan gizi biomassaBeberapa komponen perlu untuk pembentukan produk tetapi tidak untuk pembentukan biomassaSecara komersial , rahasia dagangKebutuhan ...Membutuhkan bahan untuk energi, biosintesis materi seluler , produk dalam operasi sel , pemeliharaan dan reproduksi membentuk molekul materi hidup .konstituen atom dominan organisme , C , H , N , 0 , P , dan S , Semua sel hidup di bumi mengandung air sebagai konstituen utama mereka.Cell: lipid , polisakarida , asam nukleat , protein dan sedikit garam umum40-50 % C , 30-50 % O2 , 6-8 % H2 , 3-12 NairComp utama . Gunakan untuk pelarut dalam selbutuhkan dalam fermentasi Berbeda dalam persentasememiliki beberapa sifat yang tidak biasa mengionisasi menjadi asam dan basa , dan memiliki kecenderungan untuk ikatan hidrogenMungkin perlu perawatanPertimbangkan : pH , garam , mineral , limbah kontaminanenergiMemperoleh energi dari lingkungan mereka untuk mendukung biosintesis dan pertumbuhan ; baik oksidasi menengah atau cahayaPengelompokan dasar mikroorganisme pada sumber energi : autotrophic & heterotropic

autotrophic :menggunakan CO2 sebagai pokok / karbonat / simples senyawa anorganik ( misalnya amonium sulfat , magnesium sulfat dan natrium klorida ) sebagai sumber C untuk mensintesis semua kompleks mereka struktur kimia ( protein, lemak , karbohidrat - drates , vitamin , dinding sel , asam nukleat , dll )Dibagi berdasarkan kemampuan mereka untuk memanfaatkan energi untuk pertumbuhan sel : light ( phototrophs ) atau energi dari reaksi kimia ( chemotrophs )heterotrofikmenggunakan senyawa organik sebagai sumber energi dan bahan organik untuk sintesis komponen seluler .. 1 photoautotropic : cahaya sebagai sumber energi , CO2 sebagai sumber C ( tumbuhan tingkat tinggi ). 2 Photoheterotrophic : cahaya sebagai sumber energi , comp organik . sebagai sumber C3 Chemoautotropic : . Kimia sebagai sumber energi , CO2 sebagai sumber C ; memiliki kemampuan untuk menggunakan mengurangi comp anorganik sebagai sumber energi teroksidasi ( NH3 , NO2 , H2S dll ). 4 Chemoheterotrophic : kimia sebagai sumber energi , comp organik . sebagai sumber C (fungi , sejumlah besar bakteri )

karbonBiomassa 50 % C ( db ) ; kerangka semua molekul selulersenyawa karbon berkurang dimanfaatkan sebagai sumber karbon untuk membangun massa sel dan membentuk produk, serta bertindak sebagai sumber energiSumber energi ; disekresikan sebagai CO2 & organik senyawa tunggal untuk sumber energiComp & C ; menambah nutrisiEnergi yang digunakan untuk methabolism - biosintesis reaksi sel & menjagaBeberapa energi yang dihasilkan selama metabolisme karbon juga dilepaskan sebagai panasProduk utama fermentasi & kemurnian menentukan pilihan C sumberKarbohidrat : C , O , H & 0,2-25 % mediaenergi 3 kelas : mono -, di - , & polysacharidesRincian poli - & sumber utama comp kaya energidi- menjadi gula sederhana dengan bantuan enzim Glukosa Media Lab pati , maltosa , sukrosa , fruktosa , xilosa , laktosaMedia Industri Minyak & LemakMinyak sayur : asam lemak , oleat , linoleat & asam linolenatMinyak khas mengandung energi ~ 2.4x glukosa / berat fermentor kecilKurang volume ruang Hydrocaarbon & turunannyaN - alkana untuk asam organik , asam amino , vitamin dllenergi ~ 2x C , gula 3xNitrogenN berfungsi untuk membangun protein struktural, enzim fungsional & asam nukleat N hadir dalam sel sebagai kelompok amino Sebagai sumber organik atau anorganik Asam organik lebih cepat pertumbuhan & memenuhi kebutuhan mikroorganisme N diberikan sebagai garam amonia, gas amonia, asam amino, dan urea dll amonia dapat dipakai dari degradasi senyawa nitrogen organik seperti pro-eins, peptida, atau asam amino

oksigennutrisi utama bagi mikroba aerobiksering ditemukan sebagai konstituen air seluler dan senyawa organik .Karbohidrat adalah sumber yang sangat baik darimikroorganisme yang bergantung pada respirasi untuk menghasilkan energi membutuhkan oksigen molekul hidrogen sebagai akhir atau elektronkelarutan yang rendah oksigen dalam airMentransfer oksigen dicapai dengan gemetar , oleh Sparging dan agitasi .trace elementsDalam tingkat mM : N , P , S , K dan MgDalam tingkat mM : Fe , Na , Ca , Cu , Co , Zn , Mn dllDisediakan selama budidaya selBerbagai fungsi : melayani di koenzim , mengkatalisis reaksi , sintesis vitamin , transportasi seltingkat yang sangat rendah ; kadang-kadang dipasok dari jumlah yang terjadi dalam air atau kotoran dari bahan lainProduksi metabolit primer biasanya tidak terlalu sensitif untuk melacak konsentrasi unsur , tetapi tidak untuk produksi metabolit sekunderunsur logam dapat diberikan sebagai nutrisi dalam bentuk kation garam anorganikK , Mg , Ca dan Fe yang biasanya diperlukan dalam jumlah yang relatif besar dan biasanya harus selalu dimasukkan sebagai garam dalam media kulturTidak mungkin untuk menggeneralisasi persyaratan ionikOksigen akan selalu tersedia dalam airOrganisme aerobik membutuhkan oksigen molekuler sebagai agen pengoksidasi terminal untuk memenuhi kebutuhan energik mereka melalui respirasi aerobik .Untuk obligat anaerob oksigen adalah zat beracun

Faktor Pertumbuhan comp organik, membutuhkan konsentrasi yang sangat rendah, melakukan katalitik / peran struktural tertentu vitamin, sterol, asam amino, asam lemak dll Khusus untuk mikroorganisme tertentu Diperlukan untuk merangsang pertumbuhan mikroba Banyak alami C & N mengandung beberapa faktor pertumbuhan Vitamin adalah faktor pertumbuhan yang memenuhi kebutuhan katalitik spesifik dalam biosintesis Vitamin berfungsi sebagai (bagian dari) koenzim untuk mengkatalisis berbagai reaksi Vitamin yang paling sering dibutuhkan adalah thiamin dan biotin. Diperlukan dalam jumlah besar biasanya niacin, pantotenat, riboflavin, dan beberapa turunan folat, biotin, vitamin B, dan asam lipoic dibutuhkan dalam jumlah yang lebih kecilenzimpengantarJenis khusus dari molekul protein : rantai panjang asam amino terikat oleh ikatan peptida asam organik dengan amina ( - NH2 )Asam amino & asam carboxilic ( - COOH ) kelompokdiproduksi oleh sel-sel hidupsangat penting sebagai katalis dalam reaksi biokimia . yaitu , mengendalikan proses metabolisme , mengubah nutrisi menjadi energi , mogok bahan makanan, dllmengkatalisis pembuatan dan melanggar ikatan kimia .meningkatkan laju reaksi tanpa dirinya mengalami perubahan kimia permanen .Penurunan energi aktivasienzim dilepaskan kembali setelah tidak lagi dimiliki oleh reaksi dan dapat terus dalam reaksi lain terbatas dan , perlahan-lahan , mereka menjadi tidak aktifProses ini tidak bisa kestabilan selamanya situs AktifKemampuan katalitik enzim adalah karena struktur protein tertentu yang Situs aktif : sebuah situs di mana reaksi kimia yang spesifik untuk reaksi dikatalisis terjadi pada sebagian kecil dari permukaan enzimBeberapa interaksi fisik dan kimia terjadi pada situs ini untuk mengkatalisis reaksi kimia tertentu untuk enzim tertentu .Zat tambahan terkadang menambah atau mengurangi laju reaksi enzim - dikatalisasiZat-zat ini dapat berinteraksi dengan substrat atau dengan pengubah atau efektor yang sudah ada dalam sistem .Aktivator adalah zat , selain katalis atau salah satu substrat , yang meningkatkan laju reaksi katalis . aktivator enzimAktivator dapat bertindak dengan mengikat enzim proses ini disebut inhibisiInhibitor adalah zat yang mengurangi laju reaksi kimia inhibitor enziminhibitor sering bertindak dengan mengikat enzim Pemilihan enzymeSelection enzimBiaya benefi t ( menambah nilai atau mengurangi biaya produksi )Ketersediaan , konsistensi , dan dukungan kualitas ( reputasi pemasok )Kegiatan ( spesifik substrat perubahan oleh pH , ion , suhu , dan inhibitor )Kemampuan untuk memodifikasi kualitas reaksi ini ( pengukuran kualitas dan pemahaman tentang enzim dapat mengontrol aktivitasnya lebih tepatnya )keuntungan sangat spesifik ;Katalis enzim mengurangi jumlah reaksi samping dan produk . Berbagai macam enzim yang ada , yang dapat mengkatalisis rentang yang sangat luas dari reaksi .Laju reaksi enzim - dikatalisasi biasanya jauh lebih cepattingkat reaksi yang mudah dikontrol dengan penyesuaian kondisi inkubasiHanya membutuhkan sejumlah kecilkondisi ringan suhu dan pHUnit pendukung sederhanakerugian memerlukan perawatan lebihMolekul sensitif atau tidak stabil mahaldalam beberapa produk , enzim harus aktif atau dihapus setelah proses yang menambah biaya produkbiasanya dilapisi atau bergerak pada bahan pembawa untuk mengurangi risiko inhalasi , mengurangi biayaSeperti protein lain , enzim dapat menyebabkan respon alergiModel untuk bagaimana enzim bekerjaLOCK & KEYHanya cocok kanan (untuk untuk substrat tertentu ) : ukuran yang tepat dan bentuk , telah biaya di tempat yang benar , memiliki donor hidrogen - ikatan yang tepat dan akseptor , dan hanya memiliki patch hidrofobik yang tepatMengapa cepat reaksi , mekanismenya?menginduksi FIT kelompok katalitik ke posisi yang tepat untuk memfasilitasi reaksi mengubah struktur enzim Mengikat substrat yang benar mewah bagian dari molekul yang diperlukan untukBaik substrat menginduksi ( tidak secara langsung berpartisipasi ) enzim untuk mengubah konformasi dan menjadi katalis yang efisienSubstrat yang buruk tidak dapat membuat interaksi tertentu yang enzim tetap dalam konformasi tidakmenyebabkan perubahan konformasi aktif .Menjelaskan substrat buruk tidak baik substratNON PRODUKTIF MENGIKAT mengikat enzim dalam orientasi yang salahSubstrat miskin kelompok katalitik dan interaksi tertentu yang mempercepat reaksi substrat yang benar ikut bermain hanya dalam jumlah yang sangat kecil dari interaksi antara enzim dan substrat yang buruk .Berbeda dengan model diinduksi - fit , model ini tidak memerlukan perubahan dalam konformasi enzimSTRAIN & DISTORSI membuat reaksi kimia berikutnya lebih mudahpengikatan S ke E menarik / mendorong ikatan kimia tertentu Jika ikatan harus rusak , enzim meraih ke kedua sisi obligasi dan menarik .Jika suatu obligasi harus dibentuk , enzim meraih ke kedua belah pihak dan mendorong .reaksi enzimatik 1st sederhana enzimatikAgar reaksi ( 1 )

lebih kompleks ;Mekanisme enzim nyata tidak pernah dilanjutkan melalui hanya 1 ES kompleks . jalurTerlibat banyak langkah Yang paling lambat menentukan laju reaksi keseluruhanBagaimana laju reaksi dipengaruhi oleh kondisi reaksi ( S , P , E ) penting , untuk memahami efektivitas & karakteristik reaksi enzim ; untuk desain prosesReaksi akan mulai pada tingkat tinggi dan memperlambat waktu ke waktu karena beberapa alasan: Substrat akan habis dan laju reaksi akan melambat karena setiap molekul enzim menghabiskan lebih banyak waktu menyebar melalui solusi sebelum bertabrakan dengan molekul substrat baru. Sebagai reaksi berlangsung, produk akan terakumulasi yang mungkin cenderung menghambat enzim. Molekul-molekul enzim secara bertahap kehilangan aktivitas karena denaturasi acak. grafik Plotting r0 pada berbeda [S] & [E]: r sebanding dengan [S] (1st-order reaksi) ketika [S] adalah dalam kisaran rendah

[S] sangat rendah grafik garis lurus ketika [S] rendah, [S] faktor pembatas; peningkatan [S] menghasilkan peningkatan proporsional dalam tingkat

grafik kurva akan lebih tinggi di [ S ] & akan tingkat off yang sangat tinggi [ S ] tidak tergantung pada [ S ] ketika [ S ] tinggiTingkat Perubahan laju reaksi secara bertahap dari urutan pertama ke urutan nol sebagai [ S ] meningkat . faktor pembatas[ S ] meningkat , [ E ] menghasilkan kurang dari - proporsional peningkatan laju reaksi .peningkatan lebih lanjut dalam substrat tidakenzim menjadi " jenuh " dan laju reaksi mencapai nilai konstan meningkat secara signifikan belum banyak substrat ditambahkan .Tingkat vs [ S ] mereka semua terikat pada molekul enzim[ S ] rendah beberapa dari mereka yang bebas dalam larutan , tidak terikat pada molekul enzim .ada molekul substrat lebih semua molekul enzim tinggi memiliki substrat terikat.[ S ] Jumlah molekul enzim dengan substrat terikat merupakan indikasi laju enzim tersebut " bertindak " dan mengubah substrat menjadireaksi produk .Ungu sorot menunjukkan wilayah dari grafik yang sesuai dengan ilustrasi di sebelah kiri .enzim Konfigurasi mempengaruhi struktur enzimAktivitas enzim tergantung pada interaksi antara molekul protein spesifik dan molekul lain Enzim : protein , dan kombinasi dari satu atau lebih bagian yang disebut " kofaktor . "Sebuah kofaktor adalah senyawa kimia non - protein yang terikat pada enzim dan diperlukan untuk memfasilitasi kegiatan mereka sebagai katalisSebuah enzim tidak aktif , tanpa kofaktor disebut apoenzyme , sedangkan enzim lengkap dengan kofaktor adalah holoenzyme yangPeran kofaktor adalah untuk mengaktifkan enzim protein dengan mengubah bentuk geometris , atau dengan benar-benar berpartisipasi dalam reaksi keseluruhanMis. vitamin , ion logamKofaktor dapat diklasifikasikan tergantung pada seberapa erat mereka mengikat enzim : koenzim & gugus prostetik . longgar terikat kofaktorKoenzim kofaktor terikat eratkelompok prostetik Koenzim kadang-kadang dikenal sebagai cosubstrates tetapi tidak dianggap bagian dari struktur enzim itu .Karakteristik enzimAktivitas tinggi . Meningkatkan tingkat dengan mengurangi EaSelektivitas . 3D saku / sumbing hanya cocok untuk substrat tertentuSitus aktif Regiospecificity . kelompok cincin tertentuSebuah enzim dapat mendeteksi perbedaan dalam penataan ruang atom dalam senyawa hanya membentuk satu regioisomer ( = isomer struktural ) ketika reaksi memiliki bentuk potensi beberapa isomer struktural cis - trans , optik isomer L atau DStereospesifisitas dalam pemilihan substrat atau produk yang terbentuk stereoisomer : rumus molekul yang sama , urutan tetapi berbeda dalam orientasi 3DPengendalian oleh jumlah substrat & situs aktifoleh faktor lain ( suhu , pH , dll ) lebih rendah - produk yang dihasilkan .Ramah lingkungan produk alamiSubstrat alami 6 Kelas enzimOxidoreductasemengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi di mana atom hidrogen atau oksigen atau elektron ditransfer antara molekultransferasemengkatalisasi transfer atom atau kelompok atom ( misalnya , asil - , alkil - , dan glycosyl - ) , dari satu kelompok molekul dan / atau fungsional yang lainhidrolaseIni melibatkan reaksi hidrolitik dan pembalikan mereka ( degradasi H2O untuk produk OH - dan H + ) .lyasesmelibatkan reaksi eliminasi di mana sekelompok atom dihapus dari substratIsomerasemengkatalisasi isomerisasi molekulLigasemengkatalisis kondensasi dua molekul bersama-sama dengan pembelahan ATP atau ikatan pirofosfat lain .Kebanyakan fermentasi hanya membutuhkan strain yang dipilih ( produksi mikroorganisme ) untuk tumbuh .Jika mikroorganisme asing yang ada di media atau bagian dari peralatan , organisme produksi harus bersaing dengan kontaminan untuk nutrisi yang terbatas .Mikroorganisme kontaminan dapat menghasilkan produk yang berbahaya yang dapat membatasi pertumbuhan organisme produksi .Oleh karena itu , sebelum memulai fermentasi , media dan semua peralatan fermentasi harus bebas dari hidup setiapSelain itu, kondisi aseptik harus dipertahankan selama prosesLangkah-langkah untuk menghindari kontaminasiGunakan inokulum murniMedia disterilkansterilisasi fermentorSterilisasi semua peralatan pendukungMenjaga kondisi aseptik selama proses fermentasiFaktor-faktor yang mempengaruhi efektivitas pengobatan antimikroba. ukuran populasi2 . Komposisi Penduduk3 . Metode pengobatan yang benar4 . Protokol pengobatan ( persiapan , selama & akhir )5 . Kondisi perlakuan ( konsentrasi agen antimikroba , intensitas pengobatan , periode paparan agen mematikan , suhu )6 . Kondisi lingkungansterilisasisetiap proses yang efektif membunuh atau menghilangkan mikroba dari peralatan menengah &Dalam prakteknya sterilitas dicapai oleh paparan dari obyek yang akan disterilkan untuk agen kimia atau fisik untuk waktu tertentuKondisi yang diperlukan harus dipenuhi untuk menjamin keberhasilan sterilisasi :persiapan : menghapus semua kotoran , dekontaminasi menyeluruh peralatanagen sterilant harus bersentuhan dengan semua permukaan yang akan disterilkanMetode sterilisasipanas ( lembab atau kering)Bahan kimia (metode gas )filtrasi atau sentrifugasi kecepatan tinggi .radiasi ( ultraviolet atau sinar - X )cara mekanis ( getaran sonic atau ultrasonik )panas sterilisasimetode yang paling banyak digunakan dan dapat diandalkan sterilisasitergantung pada derajat panas , waktu pemaparan dan keberadaan air .aksi panas akan terjadi karena induksi peristiwa kimia mematikan enzim penghancur dan konstituendimediasi melalui aksi air dan oksigen sel penting lainnyadapat digunakan untuk kedua objek menengah dan padat cair yang merupakan produk termostabilProses ini lebih efektif dalam keadaan terhidrasi ( dengan adanya air ) di mana pada kondisi kelembaban tinggi , hidrolisis dan denaturasi terjadi, sehingga panas yang lebih rendah & waktu pemaparan diperlukan .Dalam keadaan kering , perubahan oksidatif terjadi , dan heat input yang lebih tinggi diperlukan .2 metode panas : panas kering ( 160 - 180C ) sterilisasi dan panas lembab ( 121-134 C )Dry sterilisasi panas eksposur waktu hingga 2 jamkisaran 160 - 180C manfaat : penetrasi yang baik dan sifat non - korosifAplikasi: untuk mensterilkan glasswares dan instrumen bedah logam , cairan termostabil tidak berair dan bubuk termostabil , botol kaca yang diisi secara aseptikPanas kering menghancurkan endotoksin bakteri ( atau pirogen ) yang sulit untuk menghilangkan dengan cara lainContoh : oven udara panas , pembakaran , panas merah , menyala ,

Metode panas lembab Sterilisasi uap di 121-134 C Cepat, tidak beracun, ramah lingkungan, ekonomis Steam harus bersentuhan dengan semua permukaan Menghancurkan organisme dengan coagulating protein sel uap harus mampu untuk kontak dengan semua permukaan bekerja dengan baik untuk banyak item logam dan kaca, tetapi tidak dapat diterima untuk karet, plastik, dan peralatan yang akan rusak oleh suhu tinggi 3 fase: Fase pendingin: udara dihapus, steam memasuki ruangan, peralatan dipanaskan untuk satu set T Fase Exposure: waktu pemanasan waktu pembunuhan yang sebenarnya fase exhaust: steam diganti dengan udara, ruang kembali ke atmosfer P

Sterilisasi gas dapat digunakan untuk membunuh mikroorganismePara agen kimia memiliki aktivitas biosida ( - ) Tidak dapat digunakan untuk sterilisasi media karena bahan kimia sisa dapat menghambat organisme fermentasi .sering digunakan untuk desinfeksi yang umumnya menyiratkan pengobatan untuk menghilangkan atau mengurangi risiko dari organisme patogen .Umumnya menggunakan bahan kimia antimikroba : formaldehida ( CH2O ) dan etilen oksida ( CH2 ) OMekanisme kerja antimikroba dari dua gas diasumsikan melalui oksidasi atau alkylations dari sulphydryl , amino , hidroksil dan gugus karboksil pada protein dan kelompok amino dari asam nukleat .Rentang konsentrasi ( berat gas per satuan volume chamber ) biasanya dalam kisaran 800-1200 mg / L untuk etilen oksida dan 15-100 mg / L untuk formaldehida dengan suhu operasi 45-63 C dan 70-75 C masing-masing.Kedua gas ini yang alkylating agen berpotensi mutagenik dan karsinogenik . Mereka juga memproduksi toksisitas akut termasuk iritasi pada kulit , konjungtiva dan mukosa hidung .filtrasi SterilisasiAda dua jenis filter yang digunakan dalam filtrasi sterilisasiKedalaman filter :Terdiri dari bahan berserat atau granular dikemas untuk membentuk saluran twisted dimensi menit .Terbuat dari tanah diatom , tanpa glasir penyaring porselen , kaca masir atau asbes .

( b ) Membrane filter :membran berpori sekitar 0,1 mm tebalterbuat dari selulosa asetat , selulosa nitrat , polikarbonat , dan polyvinylidene fluoride , atau bahan sintetis lainnya .Membran yang didukung pada bingkai dan diadakan di pemegang khusus .Cairan yang dibuat untuk membran transversal dengan tekanan positif atau negatif atau dengan sentrifugasi .radiasi SterilisasiTarget utama adalah DNA mikrobaBeberapa metode : radiasi elektromagnetik ( misalnya sinar gamma dan sinar UV ) radiasi & partikulat ( elektron misalnya dipercepat , MW ) .Sinar gamma dan elektron menyebabkan ionisasi dan produksi radikal bebas , sementara sinar UV menyebabkan eksitasi .

SINAR GAMMAIsotop radioaktif cobalt 60beberapa perubahan yang tidak diinginkan , contoh adalah larutan berair mana radiolisis air terjadi .Radiasi sterilisasi umumnya diterapkan untuk artikel dalam keadaan kering ( instrumen bedah , jarum suntik plastik dan produk farmasi kering)UV TERANG Banyak bahan selular menyerap sinar ultraviolet, yang menyebabkan kerusakan DNA & akibatnya kematian sel. Panjang gelombang sekitar 265 nm memiliki efisiensi tertinggi bakterisida. energi yang lebih rendah & sedikit kemampuan untuk menembus penggunaan materi terbatas (misalnya sterilisasi wilayah kerja udara) Sebuah lampu merkuri pada 254 nm adalah sumber yang cocok X-SINAR mematikan mikroorganisme dan memiliki kemampuan penetrasi. Namun, tidak praktis sebagai alat sterilisasi karena biaya dan keselamatan keprihatinan mereka.