સૂક્ષ્મજીવાણુકીય આથવણ (Microbial fermentation)

સૂક્ષ્મજીવાણુકીય આથવણ

(Microbial fermentation)

કાર્બનિક પદાર્થો પરની જારક કે અજારક જીવાણુકીય પ્રક્રિયા દ્વારા આર્થિક દૃષ્ટિએ અગત્યનાં ઉત્પાદનો મેળવવાની જૈવરાસાયણિક ક્રિયા. આથવણ માટેનો ‘ફર્મેન્ટેશન’ શબ્દ લૅટિન ભાષામાંથી આવેલો છે, જેનો અર્થ ઊકળવું એવો થાય છે (ferveo = ઊકળવું). તે એક જીવંત સૂક્ષ્મજીવીય પ્રક્રિયા છે. સૂક્ષ્મજીવાણુકીય આથવણ દ્વારા સેંકડો વિવિધ ઉત્પાદનો ઔદ્યોગિક ધોરણે બનાવવાં શક્ય બન્યાં છે.

વર્ષોથી દૂધવાળા થોડુંક દહીં મેળવણ તરીકે રાખી સતત નવું દહીં બનાવે છે. તદુપરાંત, દૂધમાં વિવિધ પ્રકારનાં જીવાણુઓને દાખલ કરી પનીર, ખાટું દૂધ વગેરે દૂધની બનાવટો બનાવવાની રીતો પણ વર્ષોથી જાણીતી છે. પહેલાંના જમાનામાં દારૂ બનાવતી વખતે, શર્કરાયુક્ત દ્રાવણમાં દેખાતા પરપોટાની ક્રિયા આથવણ તરીકે ઓળખાતી, જેને બહુજનસમાજ આજે પણ ‘આથો આવવો’ એમ કહે છે; પરંતુ એ સમયે ગરમી આપ્યા સિવાય શર્કરાના દ્રાવણમાંથી પરપોટા કેમ નીકળે છે એ અંગે લોકોમાં કુતૂહલ હતું. ઓગણીસમી સદીમાં લુઈ પાશ્ર્ચરે દર્શાવ્યું કે આથવણ એક અજારક પ્રક્રિયા છે. લુઈ પાશ્ર્ચરના મત પ્રમાણે પ્રાણવાયુની ગેરહાજરીમાં જીવાણુઓ શર્કરાનું વિઘટન કરી તેનું આલ્કોહૉલ કે દારૂમાં રૂપાંતર કરે છે અને આ ક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થતો અંગારવાયુ પરપોટા સ્વરૂપે દેખાય છે. તે સમયે, આમ, શર્કરામાંથી દારૂ બનાવવાની પ્રક્રિયાને લોકો આથવણ તરીકે ઓળખતા.

આધુનિક જમાનામાં આથવણની વ્યાખ્યા વિસ્તૃત અર્થ પામી, જે અહીં શરૂઆતમાં આપવામાં આવી છે.

બ્રેડ પણ આથવણ-પ્રક્રિયા દ્વારા બને છે. પ્રાણીઓનો ખોરાક સાઇલેજ (silage) પણ લીલા ઘાસચારા પર આથવણ-પ્રક્રિયા કરી બનાવવામાં આવે છે. ખાવામાં વપરાતાં ખમણ-ઢોકળાં પણ આથવણ દ્વારા જ બનાવવામાં આવે છે.

(I) સૂક્ષ્મજીવાણુકીય આથવણના અભ્યાસનો ઉદય-આરંભ-વિકાસ : આથવણ-પ્રક્રિયા માટે જવાબદાર સૂક્ષ્મજીવોની ઉત્પત્તિ અંગેનો અભ્યાસ કરતાં વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા આથવણ-ઉદ્યોગનાં વિવિધ પાસાંઓ પ્રકાશમાં આવ્યાં.

લાઝારો સ્પેલેન્ઝાની (Lazaro Spallanzani), થિયૉડોર સ્વૉન (Theodor Schwann), ટિન્ડલ (Tyndall) વગેરેના સહિયારા પ્રયત્નોથી અને લુઈ પાશ્ર્ચરના પ્રાયોગિક પુરાવાથી સ્વયંભૂજનનના સિદ્ધાંતની (spontaneous generation theory) માન્યતા દૂર થઈ. તે પછી, લુઈ પાશ્ર્ચરે સિદ્ધ કર્યું કે આથવણ માટે પણ સૂક્ષ્મજીવાણુ જ જવાબદાર છે (‘Germ Theory of Fermentation’).

ઈ. સ. 1838માં થિયૉડોર સ્વૉને નિહાળ્યું કે આલ્કોહૉલના ઉત્પાદન માટે કિણ્વકણો(yeast)ની જૈવરાસાયણિક કાર્યવાહી જવાબદાર છે. સાથે સાથે એ પણ જાણવા મળ્યું કે આથવણ-પ્રક્રિયા દરમિયાન કિણ્વકણો સિવાયના સૂક્ષ્મજીવાણુઓની હાજરી આલ્કોહૉલના ઉત્પાદન પર વિપરીત અસર કરે છે. જો તેમાં નત્રીલ પદાર્થો ઉમેરવામાં આવે તો આથવણ-નીપજ વધારે મળે છે.

લુઈ પાશ્ર્ચરનો ત્યારપછીનો સંશોધનકાળ સૂક્ષ્મજીવાણુશાસ્ત્રના વિકાસમાં અણમોલ હતો. તેમણે તે સમય દરમિયાન લૅક્ટિક ઍસિડ, આલ્કોહૉલ, પાશ્ર્ચરની અસર (Pasteur effect) વગેરે આથવણક્રિયાના પ્રકારો સ્પષ્ટ કરી તેમાં જીવાણુઓનો ફાળો સમજાવ્યો.

લિસ્ટરે (J. Lister) આથવણ અંગે એક અગત્યનું સંશોધન કર્યું. તેણે જણાવ્યું કે જીવાણુઓને શુદ્ધ સ્વરૂપમાં ઉમેરવાથી આથવણ ઝડપી અને એકસરખું થાય છે. તેણે ક્રમિક મંદતા પદ્ધતિથી યોગ્ય જીવાણુઓનું શુદ્ધીકરણ સમજાવ્યું.

આથવણ-તકનીકીનો વિકાસ આ સમય દરમિયાન મંદ હતો. જીવાણુઓનો ઉપયોગ ફક્ત દારૂ બનાવતી કંપની જ કરતી હતી. તેનો ઝડપી વિકાસ ઈ. સ. 1929માં ઍલેક્ઝાન્ડર ફ્લેમિંગની (Alexander Fleming) પેનિસિલીનની શોધ પછીથી થયો. ત્યારથી આજ સુધી અનેક ઔષધનિર્માણક્ષેત્રો, ડેરી, કૃષિ અને રોગનિદાનક્ષેત્રોમાં આ વિજ્ઞાનનો ઉપયોગ થતો આવ્યો છે.

ઔદ્યોગિક રીતે જીવાણુઓને રાસાયણિક ફૅક્ટરી અને તેમના પોષણ-માધ્યમને કાચો માલ કહીએ તો જે ક્રિયા બને તે નીચે મુજબ લખી શકાય :

જીવાણુકીય કાર્યવાહી(આથવણ)ની આર્થિક અગત્ય નીચે પ્રમાણે દર્શાવી શકાય :

(i) પ્રતિજૈવકો (Antibiotics) : પેનિસિલીન, સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિન, ટેટ્રાસાઇક્લિન, ઇરિથ્રોમાઇસિન, બેસિટ્રેસિન, પૉલિમૉક્ઝિન વગેરે.

(ii) કાર્બનિક દ્રાવકો (Organic solvents) : એસિટોન, બ્યુટેનોલ, ઇથેનોલ, એમાઇલ આલ્કોહૉલ વગેરે.

(iii) વાયુઓ (Gases) : કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ, હાઇડ્રૉજન વગેરે.

(iv) મદ્યાર્ક પીણાંઓ : શરાબ, બિયર, વ્હિસ્કી વગેરે.

(v) ખાદ્ય પદાર્થો : બ્રેડ, દહીં, ચીઝ, અથાણાં, સોરક્રોટ (આથવેલું દાણ), બિલાડીના ટોપ (Mushrooms), સરકો (Vinegar), સાઇટ્રિક ઍસિડ વગેરે.

(vi) એસેન્સ (Flavouring agents) : મૉનોસોડિયમ ગ્લુટામેટ, ન્યૂક્લિયૉટાઇડ્ઝ.

(vii) કાર્બનિક ઍસિડો (Organic acids) : લૅક્ટિક ઍસિડ, એસેટિક ઍસિડ, સાઇટ્રિક ઍસિડ, ગ્લુકોનિક ઍસિડ, કોજિક ઍસિડ વગેરે.

(viii) ઍમિનોઍસિડ (Amino acids) : ગ્લુટામિક ઍસિડ, લાયસિન વગેરે.

(ix) સ્ટિરૉઇડ્ઝ (Steroides)

(x) ભઠિયારાની યીસ્ટ (Baker’s yeast)

(xi) ખાદ્ય યીસ્ટ (Food yeast)

(xii) જીવાણુખાતરો (Biofertilizers) : રાઇઝોબિયમ, ઍઝોટોબૅક્ટર વગેરે.

(xiii) જીવાણુજંતુનાશકો (Microbial Insecticides) : બેસિલસ થુરિન્જેન્સિસ (thuringiensis), બેસિલસ પોયીલી વગેરે.

(xiv) વિટામિન તથા વર્ધક-તત્ત્વો (Vitamins and Growth factors) : વિટામિન-બી₁₂, વિટામિન-બી₂ (Riboflavin), વિટામિન-એ, જિબરાલીન વગેરે.

(xv) ઉત્સેચકો (Enzymes) : એમાય્લેઝ, પ્રોટીએઝ, ઇન્વર્ટેઝ વગેરે.

આમ સૂક્ષ્મજીવાણુકીય આથવણ-તકનીકીનો વ્યવહારુ રીતે મોટા પાયા પર ઉપયોગ થાય છે. આ ઉપયોગ પાછળ મુખ્ય આશય આર્થિક હોવા ઉપરાંત જીવાણુના ઉપયોગથી વિવિધ ખર્ચાળ પદ્ધતિને સરળ અને સસ્તી બનાવવાનો પણ છે.

આથવણ-ઉદ્યોગની આજ સુધી થયેલ વિકાસયાત્રાને મુખ્યત્વે પાંચ તબક્કાઓમાં વિભાજી શકાય, જે નીચેની સારણી 1માં દર્શાવેલ છે.

સારણી 1 : આથવણ-ઉદ્યોગની વિકાસયાત્રાના વિવિધ તબક્કાઓ

અ.નં.	તબક્કાનો ક્રમાંક	મુખ્ય આથવણ-નીપજ	આથવણપાત્ર	પરિબળ-નિયંત્રણ	સંવર્ધન-પદ્ધતિ	નીપજનો ગુણવત્તા- નિયંત્રણ વિભાગ	આથવણકર્તા સ્ટ્રેનની પસંદગી
1	2	3	4	5	6	7	8
1.	પ્રથમ તબક્કો – ઈ. સ. 1900 સુધીનો	આલ્કોહૉલ	લાકડાના  નેલા 1500 બૅરલ ક્ષમતાવાળાં આથવણપાત્ર તેમજ પાછળથી તાંબાનાં બનેલાં આથવણપાત્ર.	તાપમાન માપવા થરમૉમિટરનો ઉપયોગ, હાઇડ્રો- મિટરનો ઉપયોગ તેમજ તાપમાન નિયંત્રણ માટે ગરમીનું વહન કરતી પ્લેટનો ઉપયોગ.	ત્રુટક સંવર્ધન- પદ્ધતિ	અવાસ્તવિક	કાર્લ્સબર્ગ બ્રુઅરીની પ્રયોગશાળામાં તૈયાર કરેલ યીસ્ટના શુદ્ધ સંવર્ધનનો ઉપયોગ (1896).
		વિનેગાર	લાકડાનાં પીપ, છિદ્રાળુ ટ્રે અથવા ટ્રિકલ-ગળણીનો ઉપયોગ.		ત્રુટક વર્ધન- પદ્ધતિ	અવાસ્તવિક	ઉત્તમ ગુણવત્તા ધરાવતા વિનેગારના 10 % દ્રાવણનો આથ-વણ-પ્રક્રિયામાં અનુ-રોપણ માટે ઉપયોગ.
2.	બીજો તબક્કો – ઈ. સ. 1900થી 1940 સુધી	પ્રાથમિક ચયાપચયકો ભઠિયારાની યીસ્ટ, ગ્લિસરોલ, સાઇટ્રિક અમ્લ, લૅક્ટિક અમ્લ, એસિટોન, બ્યુટેનોલ વગેરે.	સ્ટેનલેસ સ્ટીલના 2000 કિ. લી. ક્ષમતાવાળા નિર્જંતુક કરેલ આથવણ- પાત્રનો ઉપયોગ, વાતકરણપ્રક્રિયા માટે સ્પાર્જરનો ઉપયોગ, નાના આથવણ- પાત્રમાં યાંત્રિક પદ્ધતિથી સંમિશ્રણ.	pH નિયંત્રણ માટે પી.એચ. ઇલેક્ટ્રૉડનો ઉપયોગ, તાપમાન- નિયંત્રણ માટે શીતકોનો ઉપયોગ.	ત્રુટક સંવર્ધન અને ત્રુટક પોષણ- સંવર્ધનપદ્ધતિ	અવાસ્તવિક	આથવણકર્તા સૂક્ષ્મજીવાણુના શુદ્ધ સંવર્ધનનો ઉપયોગ.
3.	ત્રીજો તબક્કો – ઈ. સ. 1940થી શરૂ	દ્વિતીય ચયાપચયકો પેનિસિલીન, સ્ટ્રૅપ્ટો- માયસિન તેમજ અન્ય પ્રતિજૈવકો, જીબરાલિન અંત:સ્રાવ; ઍમિનો- ઍસિડ  એલ-લાય- સિન, એલ-ગ્લુટામિક ઍસિડ, ન્યૂક્લિયો- ટાઇડ્ઝ, ઉત્સેચકો, સ્ટિરૉઇડ્ઝ-રૂપાંતરણ.	યાંત્રિક પદ્ધતિ દ્વારા આથવણ-સંયંત્રમાં વાત્કરણ (aerati- on) તેમજ સંમિશ્રણ પ્રક્રિયા; નિર્જંતુક આથવણ-પાત્રમાં નિર્જંતુક વાતાવરણની જાળવણી માટે વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ.	નિર્જંતુક કરી શકાય તેવા pH ઇલેક્ટ્રૉ- ડ્ઝ તેમજ ઑક્સિ- જન ઇલેક્ટ્રૉડ્ઝનો ઉપયોગ. પરિબળો- ના નિયંત્રણ માટે કમ્પ્યૂટર સાથે જોડેલી ‘લૂપ’- પદ્ધતિનો વિકાસ.	ત્રુટક સંવર્ધન અને ત્રુટક પોષણ- સંવર્ધનપદ્ધતિ મુખ્ય. કેટલાંક પ્રાથમિક ચયાપચયકોના અને બિયરના ઉત્પાદન માટે સતત સંવર્ધન- પદ્ધતિનો ઉપયોગ.	ખૂબ જરૂરી અને અગત્યનું.	જનીનવિદ્યાનાં ‘વિકૃતિ’ અને ‘પસંદગી’ પ્રયોગના પ્રોગ્રામો દ્વારા મહત્તમ પ્રમાણમાં નીપજ-ઉત્પાદન કરતા સ્ટ્રેનની પસંદગી.
4.	ચોથો તબક્કો – ઈ. સ. 1960થી શરૂ	એકકોષી, પ્રોટીન હાઇડ્રૉકાર્બન તેમજ અન્ય પ્રકારના સંગૃહીત પોષણ માધ્યમ, પ્રવાહી ઉપર.	‘પ્રેસર સાઇકલ’ તેમજ ‘જેટ’ પ્રકારના આથવણ-પાત્રનો ઉપયોગ. આથવણ- સંયંત્રના ઉપયોગ દરમિયાન વાયુ અને ગરમીનો નિકાલ કરવા માટેની વ્યવસ્થા-પદ્ધતિની ગોઠવણી.	કમ્પ્યૂટરયંત્ર જોડેલા ‘લૂપ’ પદ્ધતિમાં વિકાસ : આંતરિક લૂપ તેમજ બાહ્ય લૂપ પદ્ધતિનો ઉપયોગ.	સતત સંવર્ધન તેમજ માધ્યમનાં ઘટકોનો પુન: ઉપયોગ.	ખૂબ જરૂરી અને અગત્યનું.	જનીન-ઇજનેરી વિદ્યાના પ્રયોગો દ્વારા મહત્તમ નીપજ ઉત્પન્ન કરતા સ્ટ્રેનનો વિકાસ.
5.	પાંચમો તબક્કો – ઈ. સ. 1979 પછીનો સમય	મનુષ્યના અંત:સ્રાવો તેમજ અન્ય બિન સૂક્ષ્મજીવાણુકીકય રસાયણો; દા.ત., ઇન્સ્યુલિન, ઇન્ટરફેરોન વગેરે.	ત્રીજા અને ચોથા તબક્કા દરમિયાન વિકાસ પામેલા આથવણ-યંત્રનો ઉપયોગ.	ત્રીજા અને ચોથા તબક્કા દરમિયાન વિકાસ પામેલ પરિબળો, સંવેદકો તેમજ નિયંત્રકોનો ઉપયોગ.	ત્રુટક સંવર્ધન, ત્રુટક પોષણ-સંવર્ધન તેમજ સતત સંવર્ધન પદ્ધતિનો ઉપયોગ.	ખૂબ જરૂરી અને અગત્યનું.	જનીન-ઇજનેરી વિદ્યાના પ્રયોગો દ્વારા મનુષ્ય, પ્રાણી કે વનસ્પતિનાં અગત્યનાં જનીન- દ્રવ્યોને સૂક્ષ્મજીવાણુમાં દાખલ કરી વિભિન્ન પ્રકારની નીપજનું સ્રવન કરતાં રિકૉ- મ્બિનન્ટ સૂક્ષ્મજીવાણુ- કોષનો ઉપયોગ.

(II) આથવણનાં સાધનો અને તેના ઉપયોગો : ઔદ્યોગિક રીતે થતા આથવણમાં જીવાણુઓને બહુ મોટા વાસણમાં ઉગાડવામાં આવે છે. આ વાસણને ફર્મેન્ટર (fermenter) કહે છે. ફર્મેન્ટરની રચના જટિલ હોય છે. જીવાણુવિકાસની બધી સુવિધાઓ આ ફર્મેન્ટરમાં રાખવામાં આવેલી હોય છે. ફર્મેન્ટરને અંદરથી નિર્જંતુક કરવા માટે ગરમ ગરમ વરાળ દાખલ કરવામાં આવે છે. અંદરના માધ્યમને હલાવવા રવઈ (impeller); હવા વડે જારક વાતાવરણ સર્જવા સ્પાર્જર (sparger) કે વાંકી કાણાંવાળી નળી કે જેના વડે હવા ખૂબ દબાણથી બહાર આવે; પરપોટાના દરને ઘટાડવા ઉમેરાતાં ઍન્ટિફોમ(antifoam)નું દ્વાર; જીવાણુ-સંવર્ધન ઉમેરવાનું દ્વાર; જીવાણુવિકાસ જોવાની બારી વગેરે સુવિધા હોય છે. આ દરેક વસ્તુને આકૃતિ(પૃ. 724)માં દર્શાવી છે.

ઘણી કંપનીઓ જુદા જુદા પ્રકારનાં ફર્મેન્ટરો બનાવતી હોય છે. આ દરેક ફર્મેન્ટરની કિંમત તેના કદ ઉપરથી નક્કી થતી હોય છે, જે અંદાજે લાખ રૂપિયાની ઉપર સામાન્ય રીતે રહેતી હોય છે. 40 લિટરના સ્વયંસંચાલિત પાઇલોટ પ્લાન્ટની કિંમત અંદાજે 2 લાખ રૂપિયા જેટલી થતી હોય છે.

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ ફર્મેન્ટેશન પ્લાન્ટમાં નીચે પ્રમાણે જુદા જુદા ભાગો હોય છે :

(1) સીડ-ટૅન્ક (seed tank)

(2) ફર્મેન્ટર કે પોષણ-માધ્યમ-વાસણ

(3) ઍન્ટિફોમ ટૅન્ક

(4) નિર્જંતુકરણ માટે વરાળની પાઇપો

(5) ભારે દબાણ સાથે નિર્જંતુક હવા

(6) રવઈ

(7) સ્પાર્જર કે વાંકી કાણાંવાળી નળી

(8) ઠંડા પાણીની નળીઓ (તાપમાન-સાચવણી માટે)

(9) મોટર

(10) થરમૉમિટર

(11) આથવણ-ક્રિયા જોવા માટે બારી

(12) નમૂનો કાઢવા માટે બારી.

(III) આથવણના પ્રકારો : જીવાણુના પ્રકાર તથા તેના સળંગ કે ત્રુટક વપરાશ ઉપરથી સામાન્ય રીતે બે પ્રકારનાં આથવણો જોવા મળે છે; જોકે તેમના સુધારા અને સંમિશ્રણથી આથવણના વધારે પ્રકારો પણ મળે છે.

(1) ત્રુટક આથવણ (Batch fermentation) : આ પ્રકારનાં આથવણો ત્રુટક હોય છે. તેમાં તૈયાર કરેલાં પોષણ-માધ્યમમાં શુદ્ધ જીવાણુ-કલ્ચર ઉમેરી તેનો અનુકૂળ વાતાવરણમાં ઉછેર થાય છે. આથવણ-ક્રિયાને અંતે ઉત્પન્ન થયેલ અંત્ય નીપજ (end product) છૂટી પાડવા આથવણ-ક્રિયા બંધ કરી પોષણ-માધ્યમને બહાર કાઢવામાં આવે છે. ફર્મેન્ટર સાફ કરાય છે અને ફરીથી બીજી બૅચ શરૂ કરાય છે. આમ દરેકેદરેક વખતે આથવણ-ક્રિયાની સળંગતા તોડી નાખી ફરી શરૂઆત કરવાની પદ્ધતિને ત્રુટક આથવણ કહે છે.

આથવણક્રિયા દ્વારા ઇથાઇલ આલ્કોહૉલનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન

(2) સળંગ આથવણ-પદ્ધતિ (Continuous fermentation method) : આ પદ્ધતિમાં ફર્મેન્ટરમાં સતત ચોક્કસ દરે પોષણ-માધ્યમ ઉમેરવામાં આવે છે, જેથી ફર્મેન્ટરમાંના જીવાણુઓનો વિકાસ એકધારો અને એકસરખો સતત ચાલુ રહે છે. આવા ફર્મેન્ટરની રચના જટિલ હોય છે.

હાલમાં વિવિધ પ્રકારનાં ફર્મેન્ટર વપરાય છે; જેવાં કે

(અ) ટાવર-ફર્મેન્ટર (Tower fermenter)

(બ) ઍર લિફ્ટ-ફર્મેન્ટર (Air lift fermenter)

(ક) સાઇક્લૉન-ફર્મેન્ટર (Cyclone fermenter) અને

(ડ) બબલ-કૅપ-ફર્મેન્ટર (Bubble-cap fermenter)

સળંગ આથવણ-પદ્ધતિનું સરસ ઉદાહરણ પ્રાણીનું પાચનતંત્ર કહી શકાય, જેના એક છેડેથી પોષણ-માધ્યમ ઉમેરાય છે, બીજા છેડે પહોંચવા માટે લાગતા સમય દરમિયાન તેનું જીવાણુઓ વડે અંત્ય નીપજમાં રૂપાંતર થઈ ગયું હોય છે. બીજા છેડેથી તેમને બહાર પણ કાઢી શકાય છે.

(3) આંતર-સપાટી અને બાહ્ય-સપાટી જારક-સંવર્ધન (sub-merged and surface aerobic culture) : જારક જીવાણુના વિકાસ માટે પહેલાંના સમયમાં ટ્રે-પદ્ધતિ વપરાતી; જેમાં ટ્રેમાં પેનિસિલિયમ નોટેટમનો વિકાસ કરાતો હતો. આ વિકાસ બાહ્ય-સપાટી પ્રકારનો હતો (surface aerobic culture). આ પદ્ધતિમાં જીવાણુઓ પોષણ-માધ્યમની સપાટી ઉપર ઊગતા હતા, તેથી ઘણી છીછરી ટ્રેમાં તેમને ઉગાડાતા હતા. જ્યાં પૂરતી જગ્યાનો અભાવ હોય ત્યાં આ પદ્ધતિ બહુ તકલીફકર્તા સાબિત થતી હતી. વળી આ પદ્ધતિમાં નુકસાનકર્તા જીવાણુઓના વિકાસની શક્યતા રહેતી. આ દરેક તકલીફ દૂર કરવા હાલમાં આંતર-સપાટી જારક-આથવણ-ક્રિયા અપનાવાય છે. આમાં આથવણ બંધ ટાંકીમાં થાય છે, પરંતુ સ્પાર્જર તથા ઇમ્પેલરથી માધ્યમમાં જારક-વાતાવરણ જાળવી રખાય છે. આ ઉપરાંત એકસ્તરીય, દ્વિસ્તરીય અને બહુસ્તરીય આથવણ-પદ્ધતિ પણ જાણીતી છે.

(IV) આથવણને અસર કરતાં પરિબળો (Factors affecting fermentation) : આથવણને ઔદ્યોગિક રીતે વિકસાવવા માટે નીચે દર્શાવેલાં કેટલાંક પરિબળોને ધ્યાનમાં રાખવાં જરૂરી છે, જેમાં અગત્યના જીવાણુ-પ્રકાર, તેનો મોટા પાયા પર ઉપયોગ કરવાની ક્ષમતા, તેનું અનુકૂળ વાતાવરણ વગેરે છે.

(1) જીવાણુ-કલ્ચર : જીવાણુની શુદ્ધતા તથા તેની લાંબા સમયની સ્થિરતા કોઈ પણ આથવણક્રિયાની ઔદ્યોગિક જરૂરિયાત માટે અગત્યનું પરિબળ કહી શકાય. આ જીવાણુ વડે ઉત્પન્ન થતી અંત્ય નીપજનું પ્રમાણ પણ શક્ય તેટલું વધુ હોવું જોઈએ. જીવાણુનો વિકાસ ઝડપી તેમજ તે કોઈ પણ પ્રકારનો રોગ ન કરે તેવો હોવો જોઈએ.

જીવાણુકીય વિકાસને યોગ્ય વાતાવરણ સર્જવા અનુકૂળ જારક કે અજારક પરિસ્થિતિ; pH; તાપમાન તથા પોષણક્ષમ પદાર્થોનું સંશોધન જરૂરી છે. આ સંશોધનને અંતે જરૂરી વિકાસયોગ્ય વાતાવરણ સર્જી જીવાણુકીય કાર્યવાહીને વધારવાથી વધુ પ્રમાણમાં અંત્ય નીપજ મળતી હોય છે.

કેટલાક ઉદ્યોગોના R and D (Research and Development) વિભાગમાં સંશોધનકાર્ય થતું હોય છે. તેમાં જનીનશાસ્ત્રની મદદથી જીવાણુઓમાં વિકૃતિઓ પેદા કરી વધુ ઉત્પાદનક્ષમતા ધરાવતા વિકૃત જીવાણુઓ પેદા કરાય છે. આ જીવાણુઓ મૂળ જીવાણુ કરતાં ઉત્પાદનક્ષમતા ઉપરાંત બીજી ઘણી બાબતોમાં જુદા પડતા હોય છે.

(2) પોષણ-માધ્યમ (Nutrient medium) : પોષણ-માધ્યમમાં જીવાણુવિકાસને જરૂરી પોષકતત્ત્વો, જરૂરી વર્ધક તત્ત્વો તથા કોષબંધારણ દરમિયાન જરૂરી શક્તિ આપતાં તત્ત્વો પણ હોય છે. કાર્બન અને નત્રવાયુ ઉપરાંત સારા માધ્યમમાં કાર્બનિક ક્ષારો, જલીય પ્રાણવાયુ, બફર્સ (Buffers), ઍન્ટિફોમ પદાર્થો તથા પેનિસિલીન જેવા આથવણમાં પૂર્વગામી જરૂરી તત્ત્વો (precursers) વગેરે હોય છે. તદુપરાંત આ માધ્યમ નિર્જંતુક હોવું જરૂરી છે, જેથી યોગ્ય પદાર્થો ઉત્પન્ન કરતા જીવાણુ સિવાય અન્ય કોઈ પણ પ્રકારના જીવાણુઓ તેમાં વિકસી ન શકે.

આ દરેક પોષકતત્ત્વનું પ્રમાણ નક્કી કરવું જરૂરી છે, કારણ કે વધુ પડતાં પોષકતત્ત્વો આપવાથી જીવાણુવિકાસ વધી જાય છે; પરંતુ જોઈતો પદાર્થ ઉત્પન્ન થતો નથી. તેવી જ રીતે ઓછાં પોષકતત્ત્વોથી જીવાણુઓનો જરૂરી વિકાસ ન થતાં જોઈતો પદાર્થ જ ઉત્પન્ન થતો નથી. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો જીવાણુના વિકાસ પૂરતો જ ખોરાક અપાય એ જરૂરી છે, જેથી તેમની ઉત્સેચકીય કાર્યવાહીથી આથવણ ચાલુ રહે અને જરૂરી પદાર્થ પેદા થાય.

આથવણ માટે બે પ્રકારનાં માધ્યમો વપરાય છે : (1) સિન્થેટિક કે બનાવેલું માધ્યમ (Synthetic medium) અને (2) કુદરતી માધ્યમ.

સિન્થેટિક માધ્યમનું બંધારણ જાણીતી વસ્તુઓથી થતું હોય છે, જ્યારે કુદરતી માધ્યમમાં છાસ, સોયાબીનનો અર્ક કે મગફળીનો ખોળ જેવી કુદરતી વસ્તુઓ વપરાય છે; જેમનું બંધારણ અનિશ્ચિત હોય છે. મોટા મોટા ઉદ્યોગોમાં વપરાતું માધ્યમ મહદ્ અંશે કુદરતી પ્રકારનું હોય છે. વળી તે સહેલાઈથી મળી શકતું હોય છે. આ માધ્યમોને ઘણી વખત જીવાણુયોગ્ય બનાવવા પ્રાથમિક સારવારની જરૂર પડતી હોય છે. મોલાસિસ, દારૂનું છેલ્લું વધેલું કચરું (distillary waste), છાસ વગેરેમાં ચૂનો ઉમેરી તેની અમ્લીયતા ઘટાડવામાં આવે છે. જ્યારે સૂકું ઘાસ, સ્ટાર્ચ, ઘઉંનો કે સોયાબીનનો લોટ, મગફળીનો ખોળ, પેપર-મિલનો કચરો વગેરેને ઉત્સેચકીય ક્રિયાથી પચાવવાં જરૂરી રહે છે.

(V) આથવણ–નીપજ (Fermented products) : આથવણને અંતે માધ્યમમાં જીવાણુઓ, ન વપરાયેલું માધ્યમ તથા જરૂરી નીપજ  ત્રણેત્રણ હાજર હોય છે. તેમાંથી જરૂરી નીપજ – અંત્ય નીપજ વિવિધ ભૌતિક તથા રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા છૂટી પાડવામાં આવે છે.

ઉદ્યોગોમાં મહદ્ અંશે બૅક્ટેરિયા, ઍક્ટિનોમાયસિટ્સ તથા ફૂગ વપરાતી હોય છે. ઘણી વખત બૅક્ટેરિયા તથા વિષાણુઓને પણ રસીના ઉત્પાદન દરમિયાન પેદા કરાતા હોય છે.

વીસમી સદીમાં થયેલ આથવણ-તકનીકીના સર્વાંગી વિકાસને નીપજના પ્રકારની દૃષ્ટિએ ચાર વિભાગમાં વહેંચી શકાય :

(1) સ્વયં સૂક્ષ્મજીવાણુકોષો – આથવણ-નીપજ તરીકે (Microbial cells as fermentation products) : ઓગણીસમી સદીના અંતમાં શિમ્બી કુળની (Leguminous plants) વનસ્પતિના મૂળ પરની (મૂળ) ગંડિકાઓમાં રહેલા સહજીવી જીવાણુ રાઇઝોબિયા (Rhizobia) હવામાંના નત્રવાયુનું સ્થિરીકરણ કરે છે તે શોધાયું. 1895માં નોબ અને હિલ્ટનર (Nobbe and Hiltner) નામના વૈજ્ઞાનિકોએ આ રાઇઝોબિયાનું સંવર્ધન કરીને જૈવિક ખાતર (biofertilizers) બનાવવાના ઉદ્યોગનો પાયો નાંખ્યો. વિનોગ્રાડસ્કી અને બાઇજેરિંક (Winogradsky and Beijerinck) નામના વૈજ્ઞાનિકોએ મુક્ત રીતે નત્રવાયુનું સ્થિરીકરણ કરતા એઝોટોબેક્ટર નામના જીવાણુઓ જમીનમાંથી શોધ્યા.

કૃષિક્ષેત્રે વ્હાઇટ અને ડટકી (White R.T. and Dutky S.R.) નામના વૈજ્ઞાનિકોએ બીજું અગત્યનું સંશોધન કર્યું. તેમણે બેસિલસ થુરિન્જિયેન્સિસ (Bacillus thuringiensis) અને બેસિલસ પોપીલી (Bacillus popilliae) જેવા જીવાણુઓ ખેતીમાં નુકસાન કરનારા કીટકોનો નાશ કરે છે અને તેથી આ જીવાણુઓનો ખેતીક્ષેત્રે ઉપયોગ કરીને પાકને કીટકોથી બચાવી શકાય છે તે દર્શાવ્યું. આ રીતે જૈવિક-કીટકનાશકો (Microbial insecticides) બનાવવાનો વિચાર ઉદભવ્યો.

યીસ્ટ જેવા સૂક્ષ્મજીવાણુઓનો ઉપયોગ કરીને હાઇડ્રૉકાર્બનમાંથી એકકોષી પ્રોટીન (single cell protein – SCP) બનાવવાના ઉદ્યોગનાં દ્વાર 1945માં જર્મન વૈજ્ઞાનિક ફેલિક્સ જસ્ટે (Felix Just) ખોલી આપ્યાં. સુધારાવધારા સૂચવીને એકકોષી પ્રોટીનનું મહત્તમ ઉત્પાદન મેળવવામાં આવે છે. બીચરસ્ટેકર જે. બી. ડેવિસ તેમજ કેમ્પાઝરનો ફાળો નોંધપાત્ર છે. કેમ્પાઝરે યીસ્ટનો ઉપયોગ કરીને હાઇડ્રૉકાર્બનમાંથી મીણ દૂર કરવાની પદ્ધતિનો વિકાસ કર્યો. એકકોષી પ્રોટીનની શોધથી વિશ્વની અન્નસમસ્યાનો પ્રશ્ન ઘણે અંશે હળવો બનશે.

1947માં હમફેલ્ડ (Humfeld) નામના વૈજ્ઞાનિકે ‘બિલાડીના ટોપ’(Mushroom)ની પ્રાણી તેમજ મનુષ્યના ખોરાક તરીકે ઉપયોગિતા દર્શાવી અને એગારિકસ બિસ્પોરસ (Agaricus bisporus) નામની પ્રજાતિનો આંતરસપાટી-જારક-સંવર્ધન-પદ્ધતિ દ્વારા ઉછેર કર્યો.

નીચેની સારણી 2માં કીટકનાશક તરીકે વપરાતા જીવાણુ અને તે કયા કીટક પર અસરકર્તા છે તે બતાવ્યું છે.

સારણી 2

કીટક રોગજન (Entomopathogen)		સંવેદિત કીટક
બૅક્ટેરિયા	બેસિલસ થુરિન્જિયેન્સિસ	આલ્ફા આલ્ફા કેટરપિલર્સ
	બેસિલસ પોપીલી	જાપાનીઝ બીટલ
	કોકો બેસિલસ એક્રિડિયોરમ	તીડ (Grasshoppers)
	સરેશિયા માર્સેસન્સ	ઊધઈ (Termites)
વિષાણુ	ન્યૂક્લિયર	પાઇન
	પોલિહિડ્રોસિસ	પ્રોસેસીનેટી કીડી
	ગ્રિન્યુલોસિસ	કોબીજ ઇયળ, વેટલબેગ વૉર્મ
ફૂગ	ઍન્ટોમોફ્થોરા પ્રજાતિ	બદામી પૂંછડાવાળાં ફૂદાં, ટપકાવાળાં પતંગિયાં
	બ્તુવેરિયા પ્રજાતિ	ચિંચબગ
પ્રજીવો	થિલોહેનિયા હાઇફેન્ટ્રી	ફીલ વેલબોર્મ
	માલામિબા લોકસ્ટી	તીડ

(2) સૂક્ષ્મજીવાણુઓ દ્વારા સંશ્લેષિત પદાર્થો આથવણ-નીપજ તરીકે (Substances synthesized by micro-organism as fermentation products) : આથવણ-જીવરાસાયણિક પ્રક્રિયા માટે વાંચો ‘આથવણ’ પાન નં. 969-70, ગુજરાતી વિશ્વકોશ ખંડ 1, બીજી આવૃત્તિ (2001).

આ વિભાગમાં સૂક્ષ્મજીવાણુઓ દ્વારા સંશ્લેષિત ઊંચો અણુભાર (molecular weight) ધરાવતા વિવિધ ઉત્સેચકો તેમજ ઝેન્થાન (xanthan) કે ડેક્સ્ટ્રાન (dextran) જેવા કાર્બોદિત પદાર્થોનો સમાવેશ થઈ શકે.

ડૉ. ટાકામીન, બોઈડીન અને એફોન્ટ નામના વૈજ્ઞાનિકોએ અમાયલેઝ (Amylase) ઉત્સેચકના આથવણનો અભ્યાસ કર્યો. અમાયલેઝ જેવાં ઉત્સેચકો દ્વારા ઉત્પાદિત પ્રોટિયેઝ (Protease), કેરોટિનેઝ (Kerotinase), પેક્ટિનેઝ (Pectinase), ગ્લુકોઝ આઇસોમરેઝ (Glucose isomerase) વગેરે ઉત્સેચકો પણ આર્થિક મહત્તા વધારે છે.

ઝેન્થોમોનાસ કેમ્પેસ્ટ્રિસ (xanthomonas campestris) દ્વારા ઉત્પન્ન થતો ઝેન્થાન નામનો કાર્બોદિત પદાર્થ ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં તેમજ પેટ્રોલિયમ-ઉદ્યોગમાં અતિશય ઉપયોગી સાબિત થયો છે.

(3) પ્રાથમિક ચયાપચયકો – આથવણ-નીપજ તરીકે (Primary metabolites as fermentation products) : ચયાપચયની ક્રિયા દરમિયાન સૂક્ષ્મજીવાણુઓ મનુષ્યને ઉપયોગી વિવિધ રસાયણો ઉત્પન્ન કરતા હોય છે. સામાન્ય સંજોગોમાં આ રસાયણો, જીવાણુને વૃદ્ધિ માટે જરૂરી હોય એટલા જ પ્રમાણમાં ઉત્પન્ન થતા હોય છે અને જીવાણુકોષની વૃદ્ધિ દરમિયાન વપરાઈ જતાં હોય છે. આ પ્રકારનાં રસાયણોને પ્રાથમિક ચયાપચયકો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે; પરંતુ ઔદ્યોગિક જીવાણુશાસ્ત્રીઓએ જીવાણુકોષના ડી.એન.એ. અથવા પોષણ-માધ્યમમાં યોગ્ય ફેરફાર કરીને સાઇટ્રિક ઍસિડ (Citric acid), લૅક્ટિક ઍસિડ, કોજિક ઍસિડ (Kojic acid), ઇટાકોનિક ઍસિડ (Itaconic acid) વગેરે કાર્બનિક અમ્લો, ઇથેનૉલ (Ethanol), એસિટોન (Acetone), બ્યુટેનૉલ (Butanol) વગેરે કાર્બનિક દ્રાવકો. પ્રજીવક-એ (vitamin A), પ્રજીવક-બી₂ (vitamin B₂), પ્રજીવક-B₁₂ (vitamin B₁₂) વગેરે પ્રજીવકો અને લાયસીન (Lysine) તેમજ ગ્લુટામેટ (Glutamate) જેવાં ઍમિનોઍસિડનું આથવણની મદદથી ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન શરૂ કરવામાં મદદ કરી છે.

1893માં વ્હેમર (Wehmer) નામના વૈજ્ઞાનિકે સાઇટ્રિક ઍસિડનું ઉત્પાદન કરતી ફૂગ એસ્પરજિલસ નાઇજર(Aspergillus niger)ની શોધ કરી. ક્યુરી (Currie) નામના વૈજ્ઞાનિકે સાઇટ્રિક ઍસિડનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન કરતી આથવણ-પદ્ધતિનો વિકાસ કર્યો. મેલિયોર્ડે દર્શાવ્યું કે સાઇટ્રિક ઍસિડ માધ્યમમાં જમા થવા દેવા માટે આથવણ-માધ્યમમાં લોહ, મૅંગેનીઝ, જસત વગેરે આયનોની ગેરહાજરી જરૂરી છે.

એવરી(Avery)એ લૅક્ટિક ઍસિડનું ઉત્પાદન ઔદ્યોગિક સ્તરે શરૂ કર્યું. કિનોશિટાએ (Kinoshita) ઇટાકૉનિક ઍસિડનું ઉત્પાદન કરતી એસ્પરજિલસ ઇટાકૉનિકસ (Aspergillus itaconicus) ફૂગની શોધ કરી. સેઇટો(Saito)એ 1907માં કોનિક ઍસિડના ઉત્પાદન માટે જવાબદાર એસ્પરજિલસ ઓરાઇઝી (Aspergillus oryzae) નામની ફૂગ શોધી. એહર્લિકે (Ehrlich) 1911માં ફ્યુમોરિક ઍસિડના આથવણનો અભ્યાસ કર્યો, જ્યારે વૉક્સમૅને (Waksman) ફ્યુમેરિક ઍસિડનું ઔદ્યોગિક સ્તરે ઉત્પાદન દર્શાવ્યું.

કાર્બનિક દ્રાવકોના ક્ષેત્રે વિચાર કરીએ તો 1905માં સૌપ્રથમ સ્કૉર્ડિંગરે (Schardinger) દર્શાવ્યું કે બટાટાના બનેલ માધ્યમમાં આથવણ દરમિયાન બેસિલસ મેસેરન્સ (Bacillus macerans) નામના જીવાણુઓ વડે આથવણ દ્વારા એસિટોન, ઇથેનૉલ તેમજ ઍસિટિક ઍસિડ અને ફૉર્મિક ઍસિડ નીપજ તરીકે મળે છે. 1927માં મોરિકાવા (Morikawa) અને પ્રેસ્કૉટ (Prescott) દ્વારા અને 1934માં ડન (Dunn) દ્વારા બેસિલસ ટેક્નિકસ (Bacillus technicus) જીવાણુથી થતા બ્યુટેનૉલ આથવણનો અભ્યાસ કર્યો. લુઈ પાશ્ર્ચરે તેના વાઇન અને બિયર આથવણના અભ્યાસ દરમિયાન શોધ્યું કે યીસ્ટ નિયમિતપણે વપરાયેલ શર્કરાના 2.5થી 3.5 % શર્કરાનું ગ્લિસરોલમાં રૂપાંતર કરે છે. ન્યુબર્ગે (Neuberg) સલ્ફાઇટયુક્ત આલ્કલાઇન આથવણ-માધ્યમનો ઉપયોગ કરીને યીસ્ટ દ્વારા થતા ગ્લિસરોલના ઉત્પાદન વિશે અભ્યાસ કર્યો.

ગુલીરમૉન્ડ (Gulliermond), ફૉન્ટેઇન (Fontain) અને રેફી (Raffy) નામના વૈજ્ઞાનિકોએ એસ્બિયા ગોસિપી(Ashbya gossypii)નો ઉપયોગ કરીને રાઇબૉફ્લેવિન(Riboflavin)ના ઉત્પાદનમાં ફાળો આપ્યો. પ્રોપિયોનિ બૅક્ટેરિયમ શેરમાની(Propioni bacterium shermanii)નો ઉપયોગ કરીને પ્રજીવક બી₁₂ મેળવવામાં આવ્યું.

રિચાર્ડ (Richard), હેસ્કિન્સ (Haskins) તથા કસીદા(Casida)નો લાઇસીન ઍમિનોઍસિડના ઉત્પાદનમાં નોંધપાત્ર ફાળો છે. 1956માં કસીદાએ લાયસીનના ઉત્પાદન માટે દ્વિસ્તરીય આથવણ(dual stage fermentation)ની પદ્ધતિ શોધી.

(4) દ્વિતીય ચયાપચયકો આથવણ-નીપજ તરીકે (Secondary metabolites as fermentation products) : સૂક્ષ્મજીવાણુઓ પોતાના કોષની સંપૂર્ણ વૃદ્ધિ બાદ દ્વિતીય ચયાપચયકો ઉત્પન્ન કરે છે; જે તેમને પોતાને ઉપયોગી નથી. સૂક્ષ્મજીવાણુઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા પ્રતિજૈવક પદાર્થો, વનસ્પતિને જરૂરી એવાં વૃદ્ધિ-વર્ધક તત્ત્વો, આલ્કેલૉઇડ વગેરેને દ્વિતીય ચયાપચયકો ગણાવી શકાય. ભલે આ દ્વિતીય ચયાપચયકો જીવાણુઓ માટે ઉપયોગી નથી; પરંતુ મનુષ્યો માટે અત્યંત ઉપયોગી પુરવાર થાય છે. તેથી જ દ્વિતીય ચયાપચયકોના વધુ ઉત્પાદન માટે ઔદ્યોગિક જીવાણુશાસ્ત્રીઓએ ઊંડો રસ દાખવેલ છે.

પેનિસિલીનનું ઉત્પાદન કરતી પેનિસિલિયમ નોટેટમ (Penicillium notatum) નામની ફૂગ ઍલેક્ઝાંડર ફ્લેમિંગે (Alexander Fleming) શોધી અને ત્યારપછી આ નીપજનું મોટા પાયે ઉત્પાદન શરૂ કરવા માટે આથવણનાં વિવિધ પાસાંઓનો અભ્યાસ થયો. આગળ જતાં ફ્લોરી (Florey) અને ચેઈને (Chain) પેનિસિલીન ઉત્પાદનમાં નોંધપાત્ર ફાળો આપ્યો.

પ્રતિજૈવકોની શોધમાં સેલમાન વૉક્સમૅન(Selman Wakshman)નું નામ ઉચ્ચ શિખરે છે. તેમણે માટીમાંથી વિવિધ પ્રકારનાં પ્રતિજૈવકો પેદા કરતા જીવાણુઓ ઍક્ટિનોમાયસેટસ (Actinomycetes) પ્રાપ્ત કર્યા. સ્ટ્રેપ્ટોમાયસિન (Streptomycin) જેવું અગત્યનું પ્રતિજૈવક વૉક્સમૅનના પ્રયત્નોથી પ્રાપ્ત થયું. 1959માં ગેરહાર્ડટ (Gerhardt) અને બાર્ટલેટે (Bartlett) ક્લોરેમફેનિકોલના ઉત્પાદનનો અભ્યાસ કર્યો.

આ પછી તો ઔષધીય જીવાણુશાસ્ત્રમાં અનેક પ્રતિજૈવકો શોધાયાં અને આથવણની મદદથી તેઓનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન શરૂ થવાથી ઔષધ-ઉદ્યોગ ફૂલવાફાલવા માંડ્યો અને વીસમી સદીમાં ઔષધ-ઉદ્યોગમાં ઉત્પાદનક્ષેત્રે ક્રાંતિ સર્જાઈ, જેનાથી અનેકને રોજગારની તકો મળી. દ્વિતીય ચયાપચયકોના આથવણ-ઉદ્યોગથી બીજા વિશ્વયુદ્ધ બાદ વિશ્વની તાસીર પલટાઈ ગઈ. જગતે નવી ઔદ્યોગિક ક્રાંતિ તરફ પગરણ માંડ્યાં.

આથવણ-ઉદ્યોગમાં વપરાતાં બૅક્ટેરિયા અને ઍક્ટિનોમાયસિટસ તેમજ તેમની કામગીરીથી મળતી આથવણ-નીપજ નીચેની સારણી 3માં દર્શાવી છે :

સારણી 3 : બૅક્ટેરિયા દ્વારા મળતી આથવણ-નીપજ

	જીવાણુ	નીપજ	ઉપયોગ
	1	2	3
1.	ક્લોસ્ટ્રિડિયમ એસિટોબ્યુટિલિકમ	એસિટોન-બ્યુટેનૉલ	દ્રાવક તરીકે (as a solvent), રસાયણ-ઉદ્યોગોમાં પણ ઉપયોગ.
2.	બેસિલસ પોલિ- મિક્સ, ઍન્ટરો- બૅક્ટર એરોકન્સ	2-3 બ્યુટેન ડાયોલ	દ્રાવક તરીકે, ભેજગ્રાહક તરીકે, રબરના કારખાનામાં ઉપયોગ.
3.	ગ્લુકોનોબૅક્ટર સબઑક્સિડાન્સ	ડાઇહાઇડ્રોકા એસિટોન	કીમતી રસાયણ તરીકે (fine chemical)
4.	સૂડોમોનાસ ફલૂરોસન્સ	2-કિટોગ્લુકોનિક ઍસિડ	ડી-એરાબોએસ્કોર્બિક ઍસિડની બનાવટમાં.
5.	લૅક્ટોબેસિલસ ડેલબ્રુકી	લૅક્ટિક ઍસિડ	ખાદ્ય પદાર્થ તરીકે, રસાયણ તથા ચર્મ-ઉદ્યોગોમાં, લૉન્ડ્રી તેમજ કાપડની મિલોમાં તેનો ઉપયોગ અમ્લતા વધારવા થતો હોય છે.
6.	બેસિલસ સટિલસ	બૅક્ટેરિયમ એમાયલેઝ	સ્ટાર્ચના પાચનમાં, પેપરોને સરખા ગોઠવવા (sizing), કાપડ-ઉદ્યોગમાં કાંજી દૂર કરવા, બ્રેડ-બિયર-વ્હિસ્કી વગેરેની બનાવટમાં.
7.	બેસિલસ સટિલસ	બૅક્ટેરિયમ પ્રોટિયેઝ	માંસને કુમળું કરવા (Tenderi- zing meat), ચર્મ-ઉદ્યોગમાં ચામડા પરથી વાળ કાઢવા તથા ડાઘ કાઢવા, ધોવાના પાઉડરમાં, બ્રેડ-બિસ્કિટ વગેરે બનાવવામાં.
8.	લ્યુકોનોસ્ટૉક મેસેન્ટરોઇડ્ઝ	ડેક્સ્ટ્રાન	ખાદ્ય પદાર્થમાં સ્થિરક તરીકે (stabilizer), રક્તરસ (blood plasma) અને રક્તને બદલે વપરાય છે.
9.	ગ્લુકોનોબૅક્ટર સબઓડિડન્સ	સોરબોઝ	ઍસ્કૉર્બિક ઍસિડ કે વિટામિન સીના ઉત્પાદનમાં.
10.	માઇક્રોકોકસ ગ્લુટામિકસ	ગ્લુટામિક ઍસિડ	ખાદ્ય સંગ્રાહક તરીકે ખાદ્ય પદાર્થમાં ઉમેરાય છે.
11.	માઇક્રોકોકસ ગ્લુટામિકસ	લાઇસિન (Lysine)	પ્રાણીના ખોરાકમાં ઉમેરાતું ઍમિનોઍસિડ.
12.	સ્ટ્રૅપ્ટોકોકસ હીમોલાયટીક્સ	સ્ટ્રૅપ્ટૉકાઇનેઝ (streptokinase) અને સ્ટ્રૅપ્ટૉડૉરનેઝ (streptodornase)	વૈદકશાસ્ત્રમાં ગંઠાયેલા લોહીને પિગાળવા માટે.
13.	ઍસિટોબૅક્ટર એસિટીકમ	ઍસેટિક ઍસિડ (વિનેગર vinegar)	ખાદ્ય ઉદ્યોગોમાં પરિરક્ષક તરીકે, રસાયણ-ઉદ્યોગોમાં દ્રાવક તરીકે અને ઔષધકીય ઉદ્યોગોમાં ઉપયોગ.
14.	બેસિલસ બ્રેવિસ	ઍન્ટિબાયૉટિક્સ ગ્રામિસિડિન અને ટાયરોસિડિન	ઔષધ તરીકે.
15.	બેસિલસ સબ્ટિલિસ	સબ્ટિલિન	ઍન્ટિબાયૉટિક ઔષધ તરીકે.
16.	બેસિલસ સબ્ટિલિસ અને બેસિલસ લાઇકેનિફૉર્મિસ	બેસિટ્રેસિન	ઍન્ટિબાયૉટિક ઔષધ તરીકે.
17.	બેસિલસ પોલિમિક્સા	પૉલિમિડિન	ઍન્ટિબાયૉટિક ઔષધ તરીકે.
18.	બેસિલસ સરક્યૂલાન્સ	સરક્યુલિન	ઍન્ટિબાયૉટિક ઔષધ તરીકે.
19.	બેસિલસ થુરિન્જિયેન્સિસ અને બેસિલસ પોપીલી	સ્ફટિકમય પ્રોટીન	કીટાણુનાશક તરીકે.

ઍક્ટિનોમાયસિટસ દ્વારા મળતી આથવણ–નીપજ : ઍક્ટિનો-માઇસિટેલસ (Actinomycetales) શ્રેણી(order)માં બે અગત્યનાં કુળ (family) ઍક્ટિનોમાયસિટેસી તેમજ સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિટેસી આવેલાં છે. આ જીવાણુઓ તંતુ આકારના ને પાછળથી દંડાકાર રૂપે દેખાય છે. આ જીવાણુઓનો આકાર ઘણી વાર કવકજાળને મળતો આવે છે. તેઓ કોઈ વાર કોનિડિયા જેવા બીજાણુ બનાવે છે. તે જમીનમાં તેમજ કોહવાતા ખાતરમાં ખાસ જોવા મળે છે. આ જીવાણુની અમુક જાતો પાકમાં રોગ પેદા કરે છે.

મોટાભાગના પ્રતિજૈવકો (Antibiotics) સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિટેસી કુળના જીવાણુઓમાંથી આથવણની પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, જેની યાદી નીચેની સારણી 4માં આપી છે.

સારણી 4

	ઍક્ટિનો- માયસિટસ	આથવણ-નીપજ	ઉપયોગ
1.	સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિસ ગ્રિસિયસ	સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિન (વૉક્સમૅન-1944)	ઍન્ટિબાયૉટિક  ઔષધ તરીકે, ક્ષય વગેરે રોગોમાં.
2.	સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિસ ઓરિયોફેસિયન્સ	ઓરિયોમાયસિન	ઍન્ટિબાયૉટિક  ઔષધ તરીકે, ક્ષય વગેરે રોગોમાં.
3.	સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિસ વેનેઝુએલા	ક્લોરોમાયસેટિન	ઍન્ટિબાયૉટિક – ઔષધ તરીકે, ક્ષય વગેરે રોગોમાં.
4.	સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિસ ફ્રેડી	નિયૉમાયસિન	ઍન્ટિબાયૉટિક – ઔષધ તરીકે, ક્ષય વગેરે રોગોમાં.
5.	સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિસ રીમોસસ	ટેરામાયસિન (Oxytetra- cycline)	ઍન્ટિબાયૉટિક – ઔષધ તરીકે, ક્ષય વગેરે રોગોમાં.
6.	સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિસ ઇરિથ્રિયસ	ઇરિથ્રોમાયસિન	ઍન્ટિબાયૉટિક  ઔષધ તરીકે, ક્ષય વગેરે રોગોમાં.
7.	સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિસ નૌરસી	નાયસ્ટેટીન	ઍન્ટિબાયૉટિક  ઔષધ તરીકે, ક્ષય વગેરે રોગોમાં.
8.	માઇક્રોમોનોસ્પુરા પુરપુરા	જેન્ટામાયસિન	ઍન્ટિબાયૉટિક  ઔષધ તરીકે, ક્ષય વગેરે રોગોમાં.
9.	સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિસ કેનામાયસેટિકસ	કેનામાયસિન	ઍન્ટિબાયૉટિક  ઔષધ તરીકે, ક્ષય વગેરે રોગોમાં.
10.	સ્ટ્રૅપ્ટોમાયસિસ હેમાયસેટિકસ	હેમાયસિન	ઍન્ટિબાયૉટિક  ઔષધ તરીકે, ક્ષય વગેરે રોગોમાં.
		(Thirumala-
		char – 1960)

(VI) આથવણકર્તા સૂક્ષ્મજીવાણુ–સંવર્ધન–સંગ્રાહક કેન્દ્રો (Culture collection centres) : ઔદ્યોગિક જીવાણુશાસ્ત્રી, આથવણકર્તા સૂક્ષ્મજીવાણુના લાંબા સમયના સંગ્રહ માટે રાષ્ટ્રીય તેમજ આંતરરાષ્ટ્રીય સંવર્ધન-સંગ્રાહક કેન્દ્રોનો ઉપયોગ કરી શકે છે. બીજો ફાયદો એ છે કે વિવિધ ગુણધર્મો ધરાવતા તેમજ નીપજનું ઉત્પાદન કરતા આથવણકર્તા સૂક્ષ્મજીવાણુઓના જાણીતા સંવર્ધન-સંગ્રાહક કેન્દ્રમાંથી પ્રાપ્ત કરી નીપજ-ઉત્પાદનની તુલનાત્મક ક્ષમતા-કસોટીઓ કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ, પસંદ કરેલ સંવર્ધન ઉપર જનીનવિદ્યાનાં ‘વિકૃતિ અને પસંદગી’ પ્રોગ્રામ; પ્રોટોપ્લાસ્ટ સંયુગ્મન પ્રયોગો તેમજ જનીન-ઇજનેરી વિદ્યાની પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરી મહત્તમ પ્રમાણમાં નીપજનું ઉત્પાદન કરતાં સ્ટ્રેનની વ્યુત્પત્તિ બનાવી શકાય છે.

વિવિધ સંવર્ધન-સંગ્રાહક કેન્દ્રોમાં આથવણકર્તા જીવાણુના સંવર્ધનની જાળવણી – (1) લાયૉફિલાઇઝેશન પદ્ધતિ દ્વારા, (2) પ્રવાહી નાઇટ્રોજનના ઉપયોગ દ્વારા તેમજ (3) ખનીજ-તેલના ઉપયોગ દ્વારા કરવામાં આવે છે. તેમને રેફ્રિજરેટરમાં જાળવવામાં આવે છે.

આ રીતે સંગ્રહ કરેલા સંવર્ધનની ગુણવત્તાની ચકાસણી વખતોવખત કરવામાં આવે છે. ઔદ્યોગિક એકમો દ્વારા આ રીતે ગુણવત્તાની કસોટીમાંથી પસાર થયેલ સંગૃહીત સંવર્ધનનો જ ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

આથવણ-ઉદ્યોગો માટે જરૂરી સૂક્ષ્મજીવાણુઓનાં સંવર્ધનોના સંગ્રહકર્તા કેટલાંક સંગ્રાહક કેન્દ્રોની યાદી નીચેની સારણી 5માં આપેલ છે.

સારણી 5 : આથવણ–ઉદ્યોગ માટે ઉપયોગી સંવર્ધનોનો સંગ્રહ કરતાં આંતરરાષ્ટ્રીય સંવર્ધન–સંગ્રાહક કેન્દ્રો (Culture collection centres)

	સંવર્ધન-સંગ્રાહક કેન્દ્રનું નામ	સરનામું
1.	નૅશનલ કલેક્શન ઑવ્ ટાઇપ કલ્ચર્સ (NCTC)	સેન્ટ્રલ પબ્લિક હેલ્થ લૅબોરેટરીઝ, લંડન, યુ.કે.
2.	નૅશનલ કલેક્શન ઑવ્ ઇન્ડસ્ટ્રિયલ ઍન્ડ મરીન બૅક્ટેરિયા (NCIMB)	ટોરી રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ, પો. બો. 31, એબેરડીન, યુ.કે.
3.	કલેક્શન ઑવ્ કૉમનવેલ્થ માઇક્રોલૉજિકલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ (CMI)	સી.એમ.આઇ., યુ.કે.
4.	નૅશનલ કલેક્શન ઑવ્ યીસ્ટ કલ્ચર્સ (NCYC)	ફૂડ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ, નોરફોલ્ક, યુ.કે.
5.	અમેરિકન ટાઇપ કલ્ચર કલેક્શન (ATCC)	12301, પાર્કલોન ડ્રાઇવ, રૉકવિલે, મેરિલૅન્ડ, યુ.એસ.
6.	કલેક્શન નૅશનલ ડી કલ્ચર્સ ડી માઇક્રોઑર્ગેનિઝમ્સ	ઇન્સ્ટિટ્યૂટ પાશ્ર્ચર, ફ્રાન્સ
7.	કલ્ચર કલેક્શન સેન્ટર	ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ફર્મેન્ટેશન ટૅક્નૉલૉજી, ઓસાકા, જાપાન
8.	યુ.એસ.એસ.આર. ઑલ યુનિયન કલેક્શન ઑવ્ માઇક્રોઑર્ગેનિઝમ્સ	ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ માઇક્રો- બાયૉલૉજી, યુ.એસ.એસ.આર. એકૅડેમી ઑવ્ સાયન્સ, મૉસ્કો, યુ.એસ.એસ.આર.
9.	નૅશનલ કલેક્શન સેન્ટર ફૉર ઇન્ડસ્ટ્રિયલ માઇક્રોઑર્ગેનિઝમ્સ	એન.સી.આઇ.એમ., પુણે, ભારત
10.	ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ માઇક્રોબિયલ ટૅક્નૉલૉજી	ચંડીગઢ, પંજાબ, ભારત

પ્રમોદ રતિલાલ શાહ