Đề tài: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT GIẤM pot

Môn: Vi Sinh Vật Môi Trường
Đề Tài: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG
SẢN XUẤT GIẤM
Giáo Viên Hướng Dẫn: ThS. Nguyễn Ngọc Tâm Huyên
NHÓM LÊN MEN GIẤM
1. Hoàng Tăng Nhật
2. Nguyễn Chánh Nguyên
3. Đinh Công Lợi
4. Huỳnh Minh Thiện
5. Nguyễn Xuân Dự
6.Nguyễn Hùng Minh
1
MỤC LỤC
2
Chương 1: GIỚI THIỆU
Giấm là rượu đã bị chua.
Giấm là dung dịch nước chứa 3% axit axetic. Giấm có thể tính tuổi từ năm 1000 trước công
nguyên và đời xưa dùng giấm là nước uống Jessus.
1.1 Lịch sử
Ứng dụng của giấm làm gia vị đã được hàng thế kỉ. Giấm được dùng như vị thuốc, tác
nhân phá hủy và chất bảo quản. Vào thời trung nguyên, những nhà luyện kim đổ giấm lên trên chì
để tạo chì axetate.
Thời kì Phục hưng, làm giấm là nghề đem lại lợi nhuận ở Pháp. Nước này đã sản xuất gần
150 loại giấm có mùi vị từ việc bổ sung tiêu, cỏ ba lá, hoa hồng, thìa là, và mâm xôi. Sản xuất
giấm cũng được phát triển ở Anh, sinh lời đến nỗi năm 1693 Nghị viện thiết lập thuế trên giấm –
bia. Vào thời kì đầu ở Mỹ, sản xuất giấm rượu táo là nền tảng của nông nghiệp và kinh tế hộ gia
đình, được giá gấp 3 lần rượu táo thô truyền thống.
Sự chuyển từ rượu hay nước trái cây sang giấm là quá trình hóa học trong đó rượu ethylic
bị oxy hóa tạo axid axetic.
Về mặt lịch sử, nhiều phương pháp khác đã được dùng để tạo giấm. Ở phương pháp chậm,
tự nhiên vại rượu táo để mở đặt trong nhiệt độ phòng. Suốt khoảng vài tháng, nước trái cây lên

men thành rượu và sau đó bị oxy hóa thành axit axetic.
Phương pháp Orleans (Pháp) được gọi là phương pháp liên tục. Nước trái cây được thêm
định kì vào những mẻ giấm nhỏ và trữ trong thùng gỗ. Khi nước trái cây chua, ta sẽ vớt ra ở trên
thùng.
Cả phương pháp chậm và liên tục đều đòi hỏi vài tháng để sản xuất giấm. Trong sản xuất
giấm thương mại hiện nay, phương pháp thông thường và phương pháp lên men chìm được ứng
dụng. Những phương pháp này dựa trên mục tiêu pha trộn nhiều oxy đến mức có thể vào sản
phẩm rượu.
1.2. Tổng quan về giấm
1.2.1.Phân loại giấm
Giấm có thành phần giấm cất (chưng) và giấm pha chế
3
Hình ảnh: Giấm nuôi bằng chuối
Giấm cất (cũng gọi là giấm gạo) lấy lương thực, đường làm nguyên liệu chính,
thông qua việc ủ vi sinh vật lên men. Thành phần dinh dưỡng của nó có axit axetic, đường,
axit hữu cơ, vitamin, muối vô cơ… rất tốt cho việc trao đổi chất cơ thể. Còn giấm pha chế
(giấm hóa học) thì lấy axit axetic tinh của thành phần hóa học làm nguyên liệu chính ,
thêm H
2
O pha loãng mà thành, không có thành phần dinh dưỡng khác. Nếu sử dụng axit
axetic công nghiệp để làm giấm dùng pha chế để ăn đối với cơ thể là có hại.
Hình ảnh về giấm mật
Giấm cất ở Châu Á có lịch sử lâu đời hơn 2000 năm nhiều chủng loại. Do hoàn
cảnh địa lý, nguyên liệu không giống nhau, giấm ăn ở các nước cũng không giống nhau.
Phát triển dần theo nhu cầu người ta đã chia theo hiệu lực và công dụng của giấm từ loại
đơn thuần gia vị phát triển thành loại dùng để nấu nướng, loại làm ngon cơm, loại giữ sức
khỏe và loại nước uống
4
- Loại nấu nướng: độ axit axetic 5% vị nồng thơm dịu, vốn có tác dụng tẩy
mùi tanh, giúp tươi thịt. Đối với thịt, cá, hải sản…vô cùng thích hợp. Nếu như dùng giấm

trắng cất, vẫn không thể ảnh hưởng màu sắc thức ăn vốn có
- Loại ngon cơm: Độ axit axetic 4%, vị khá ngọt thích hợp để trộn thức ăn,
nước chấm như trộn dưa chuột, điểm tâm…có tác dụng tươi giòn. Loại giấm này có giấm
gạo hoa hồng, giấm gạo cất và giấm làm ngon cơm
- Loại bảo vệ sức khỏe: Độ axit axetic khá thấp khoảng 3%. Khẩu vị khá
ngon, mỗi buổi sáng sớm hay sau khi ăn uống 1 thìa là tốt, có thể tăng cường thân thể và
tác dụng phòng chống bệnh, loại giấm này có hơn 10 loại.
- Loại nước uống: độ axit axetic 1%. Trong quá trình lên men thêm đường,
trái cây… hình thành trào lưu là nước uống axit amin. Loại thức uống này từ giấm gạo có
vị chua ngọt, dễ uống, thường cho thêm nước trái cây như táo, lê… cho thêm đá và gas
CO
2

1.2.2.Thành phần dinh dưỡng của giấm:
Có axit amin phong phú: 18 loại axit amin cơ thể người không tổng hợp được trong
giấm đều có, có 8 loại acit amin thực vật cung cấp.
Hàm lượng axit hữu cơ trong giấm khá nhiều, giá trị thức ăn của giấm gạo càng
cao. Axit hữu cơ lấy axit axetic là thành phần chính còn có hơn 10 loại axit lactic, axit gốc
xeton, axit citric, axit axetic…Một số axit hữu cơ này cũng là kết quả của việc tổng hợp và
phân giải trong quá trình quá trình trao đổi chất từ 3 loại chất dinh dưỡng lớn protid, mỡ,
đường trong quá trình phản ứng sinh học cung cấp năng lượng cho cơ thể. Việc tổng hợp
axit hữu cơ làm vị axit của thức ăn chua càng thanh, dịu ngọt, lưu lại lâu trong miệng
(giấm hóa học không có chất hữu cơ vào miệng chua, nếm sẽ lưu vị đắng) làm giấm càng
có vị tươi và ngon. Hơn nữa giấm mà có nhiều axit hữu cơ có thể tăng sự ngon miệng, giúp
tiêu hóa. Trong nấu nướng thêm 1 chút giấm, trong giấm có axit hữu cơ có thể làm thành
phần dinh dưỡng trong thức ăn được chế biến làm cơ thể càng dễ hấp thụ.
Trong giấm có vitamin B1, B2, C … bắt nguồn từ kết quả trao đổi chất vi sinh vật
trong quá trình lên men thức ăn và nguyên liệu. Một số sinh tố dinh dưỡng loại này là
thành phần tạo thành men phụ của một số men trong quá trình trao đồi chất cơ thể, có tác
dụng quan trọng trong cuộc sống của con người.Muối vô cơ trong giấm vô cùng phong phú

Na, K, Ca, Fe, Cu, Zn, P… một số khoáng chất lấy từ nguyên liệu giấm, đồ chứa thức ăn
trong quá trao đổi chất hay tăng thêm do người gia công thêm vào. Như muối có tác dụng
điều hòa ngũ vị, làm cho giấm càng thêm mùi vị, có tác dụng quan trọng cân bằng môi
trường axit kiềm trong cơ thể. Sắt là 1 thành phần tạo thành hồng huyết cầu giúp việc vận
chuyển O
2
và tạo máu cho cơ thể
Nguyên tố vi lượng Ca, Fe, Cu, P… giúp quá trình sinh lý chống già yếu và quá
trình sinh trưởng ở tuổi dậy thì hoặc là thành phần không thể thiếu trong việc trao đổi chất
1.2.3 Chức năng đối với con người
5
- Đẩy lùi và trừ bệnh tật : có axit hữu cơ nhiều xúc tiến thay thế đường và
làm cho axit lactic và axit axetic tồn trữ trong cơ bắp gây nên việc phân giải các chất gây
mệt mỏi nên hết bệnh.
- Điều tiết độ kiềm axit dịch thể, duy trì tương đối ổn định của môi trường
trong cơ thể: theo các nhà dinh dưỡng học phân tích giấm là loại thực phẩm tính kiềm sinh
lý, qua sự thay thế trao đổi chất trong cơ thể sản sinh phản ứng tính kiềm. Do cơ thể mỗi
ngày dùng một lượng lớn thức ăn tính axit như : thịt, cá, trứng… uống một chút giấm có
thể trung hòa phản ứng tính axit, từ đó duy trì cân đối axit kiềm trong môi trường cơ thể .

Hình: công dụng của giấm trong chế biến thức ăn
- Giúp tiêu hóa, lợi cho hấp thụ: thức ăn chua có thể nâng cao độ axit dịch dạ
dày, các chất trong giấm cũng như axit amin… có thể kích thích trung khu thần kinh não
của người làm cho bộ máy tiêu hóa tiết ra giúp tăng cường chức năng tiêu hóa của dạ dày.
Đồng thời giấm có khả năng làm hòa tan các chất dinh dưỡng muối vô cơ phosphat, Fe,
Ca… trong thức ăn càng nhiều, nó có khả năng phòng chống sự phá hoại của vitamin C. Ở
đây không những nâng cao giá trị dinh dưỡng của thức ăn, lại có lợi cho tiêu hóa và hấp
thu.
- Phòng già yếu : giấm có khả năng ức chế và hạ thấp trong cơ thể hình thành
loại mỡ oxi hóa có tác dụng trì hoãn cơ thể già yếu.

- Diệt khuẩn kháng độc : có tính diệt khuẩn mạnh, ức chế khả năng của vi
trùng, ví dụ như vi trùng que bệnh thương hàn, vi trùng qua đại tràng… gặp giấm điều bị
tiêu diệt hoặc ngừng phát triển.
- Phòng trị cao huyết áp và sơ cứng động mạch : Đông y có tác dụng tàn
huyết làm cho mạch máu chảy bình thường, huyết áp ổn định. Tây y nơi giấm có thể xúc
6
tiến bài tiến ion Na, ức chế sự dư thừa muối trong cơ thể, từ đó ổn định huyết áp. Nói
chung giấm đối với huyết áp và sơ động mạch có tác dụng trị liệu rất tốt.
- Tăng cường chức năng bài tiết của thận, phòng ngừa sỏi thận trong cơ thể.
Nước tiểu của con người thường mang tính axit, dễ dàng làm muối trong nước tiểu kết tinh
thành sỏi, giấm có thể làm nước tiểu biến thành kiềm tính, có thể phòng chống sỏi đồng
thời làm hòa tan sỏi thận tính axit.
- Phòng trị bệnh béo phì : theo nghiên cứu giấm chứa axit amoni, ngoài việc
thúc đẩy mỡ chuyển hóa nhiều trong cơ thể người thành năng lượng tiêu hao của cơ thể
còn có thể làm cho việc trao đổi chất của chất dinh dưỡng như protid, đường hấp thụ vào…
tiến hành thuận lợi, do đó có tác dụng phòng giảm béo phì tốt.
- Diệt kí sinh trùng như giun đũa, giun kim.
- Kháng ung thư.
- Làm đẹp da : không những ức chế sắc tố da, giảm vết nhăn ở người già mà
có thể tăng tuần hoàn máu cho da thay tế bào già, co rút lỗ chân lông lại, làm cho da vừa
mịn vừa láng.
- Làm tỉnh rượu : các chất axit trong giấm có thể cùng hấp thụ axit axetic cồn
trong cơ thể người, phát sinh phản ứng hình thành axit axetic làm giảm độc tính cồn đối
với thần kinh nhờ đó đạt được công hiệu làm tỉnh rượu.
7
Chương 2 :TÁC NHÂN VI SINH VẬT
Vi khuẩn Acetobacter là tác nhân chính của quá trình lên men axetic nên còn được gọi là vi khuẩn
axetic. Đây là những vi khuẩn phổ biến trong tự nhiên, có trên bề mặt lá, quả, hoa, tạo axit axetic
từ rượu etylic.
2.1 Đặc điểm hình thái

Vi khuẩn axetic là vi khuẩn gram âm, không sinh bào tử.
Về hình dạng tế bào vi khuẩn axit axetic là trực khuẩn hình que tới elip, kích thước tế bào
0.3-0.6 x 1.0-8.0μm. Các tế bào đứng tách riêng rẽ, 1 số xếp 2 tế bào, 1 số khác xếp thành chuỗi
dài. Một số loại đặc biệt có tế bào hình cầu, có loại hình chỉ. Tùy điều kiện pH môi trường, nhiệt
độ nuôi 1 số loài có thể có dạng hình bán nguyệt. Nhiều loài vi khuẩn axetic khi phát triển trên
môi trường thiếu thức ăn hay môi trường đã nuôi cấy lâu (môi trường già) dễ sinh ra hình thái đặc
biệt (tế bào phình to hay kéo dài ra) có thể phân nhánh.

Hình ảnh: Acetobacter
Vi khuẩn axetic có khả năng tạo bào tử và màng nhày, một số có khả năng di động nhờ
tiên mao, 1 số không có khả năng này
Trên môi trường đặc chúng phát triển thành những khuẩn lạc tròn, đều đặn, đường kính
trung bình 3 nm.
Trên môi trường lỏng vi khuẩn actic chỉ phát triển trên môi trường tạo thành những lớp
màng dày mỏng khác nhau. Một số loài tạo thành màng dày như sứa (0.5mm), nhẵn và trơn, khi
lắc chúng chìm xuống đáy bình và thay vào đó 1 lớp màng mỏng mới lại tiếp tục phát triển. Dung
8
dịch dưới màng bao giờ cũng trong suốt. Khi nuôi cấy màng người ta thấy có sợi cellulose giống
như ở trong sợi bông. Loại 2 có màng mỏng như giấy celophan, 1 số khác trên bề mặt của màng
không nhẵn mà nhăn nheo, 1 số nữa tạo màng mỏng dễ vỡ bám trên thành bình và dung dịch nuôi
không trong.
2.2 Đặc điểm sinh trưởng
Vi khuẩn axetic phát triển tốt trên môi trường nước bia, các môi trường có chứa cao nấm
men, glucose, rượu etylic hay manitol.
Phát triển tốt trong điều kiện hiếu khí bắt buộc, nhiệt độ 25-30
o
C, pH 5,4-5,8.
Tính chất đặc trưng của vi khuẩn axetic là khả năng oxy hóa rượu etylic thành axit axetic ở
pH 4.5.
Ngoài ra còn thực hiện quá trình oxy hóa axit axetic oxy hóa lactate, chuyển glucose thành

gluconate, oxy hóa không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ khác (các loại đường và dẫn xuất của
chúng) để tạo thành các hợp chất ketone, hay các axit hữu cơ tương ứng.
Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn axetic đối với nguồn C, N và chất sinh trưởng cũng rất
đa dạng. Vi khuẩn axetic sử dụng đường, etylic và các axit hữu cơ làm nguồn C, muối amon làm
nguồn N.
Trong quá trình phát triển vi khuẩn acetic có nhu cầu đối với 1 số axit amin như valin,
alanin, prolin, isolosine.
Một số chất kích thích sinh trưởng như axit nicotine, axit amin, folic và biotin… có vai trò
quan trọng trong sinh trưởng của vi khuẩn axetic.
Một số vi khuẩn axetic có khả năng tổng hợp poly saccaride phân tử lớn như cellulose, tinh
bột, dextran… và người ta ứng dụng khả năng này trong sản xuất công nghiệp. Một số loài tổng
hợp được những sợi cellulose giống như bông A. xylimum, acetigenum, viizingianum
2.3 Phân loại
Năm 1950 Frateur chính thức đưa ra khóa phân loại mới dựa trên tiêu chuẩn
Khả năng tạo catalase
Khả năng tổng hợp các keto từ các rượu bậc cao như glycerol,manitol, sorbitol
Khả năng oxy hóa axetate thành CO
2
và H
2
O
Khả năng oxy hóa glucose thành axit gluconic
Khả năng sử dụng muối amon làm nguồn nitơ và sử dụng rượu etylic làm nguồn cacbon
9
Tạo sắc tố nâu
Tổng hợp cellulose
Trên cơ sở này, Frateur chia vi khuẩn acetid làm 4 nhóm
Tên nhóm Vi khuẩn đại diện Đặc điểm
Subosydans
Acetobacter subosydaz,

Acetobacter melanogennum
Không có khả năng oxy hóa axit axetic
thành CO
2
và H
2
O
Mezoxydans
Acetobacter aceti,
Acetobacter
xylinum, Acetobacter
mezoxydan
Có đầy đủ các đặc điểm trên
Oxydans
Acetobacter ascendans
Acetobacter ransens
Actobacter lovaniens
Không có khả năng tạo các hợp chất keto
Peroxydans
Acetobacter peroxydans
Acetobacter paradoxum
Không chứa catalase, không oxy hóa glucose
Bảng 1.1 Phân loại vi khuẩn axit theo Frateur
2.4 Một số vi khuẩn thường sử dụng trong lên men giấm
Để quá trình lên men giấm đạt hiệu quả cao, lựa chọn những chủng vi khuẩn thỏa điều kiện:
- Phải oxy hoá etylic tốt nhất.
- Tạo giấm có nồng độ axit axetic cao, chịu được độ cồn và axit cao.
- Các tính chất ban đầu được giữ nguyên trong suốt quá trình lên men.
- Các điều kiện phân lập, nuôi cấy, bảo quản giống đơn giản không tốn kém
nhiều phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Người ta thường sử dụng những giống sau:
- A.suboxydans
Vi khuẩn A.suboxydans được sử dụng nhiều trong
công nghệ sản xuất vitamin C. Chúng có khả năng chịu
đựng được nồng độ cồn rất cao. Nếu trong môi trường, ta
cho thêm một lượng nhỏ các chất dinh dưỡng cần thiết, ví
dụ như glucose, vi khuẩn này có thể chuyển hóa hoàn toàn
cồn thành axit axetic. Lượng axit axetic tạo được từ quá
trình lên men có thể lên đến 13%.
10
Vikhuẩn:A.suboxydans
Vi khuẩn :A. xylinum
Nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn này tiến hành lên men là 28-30
o
C. Thời gian lên
men xảy ra rất nhanh, chỉ cần 48h, lượng axit axetic có thể đạt được đến 13%
Trong quá trình lên men cần phải thông khí liên tục vì vi khuẩn này cần lượng oxy
rất nhiều cho quá trình chuyển hóa cồn thành axit axetic và cho quá trình phát triển.
- A. aceti:
Trực khuẩn ngắn có dạng hình que kích
thước 0,4-0,8μm và 1-1,2μm, không di động thường
xếp thành chuỗi dài. Gram âm, màu vàng với thuốc
nhuộm iod. Chúng tạo thành khuẩn lạc to, sáng trên
gellatin với dịch lên men chứa 10% đường
saccharose, tạo thành màng dày nhẵn, không được
nâng lên theo thành bình, có khả năng phát triển
trên môi trường có nồng độ rượu khá cao (11%), có
khả năng tích lũy 6% axit axetic. Nhiệt độ thích hợp
phát triển 34
o

C. Nếu nhiệt độ cao quá 43
o
C sẽ gây
ra hiện tượng co tế bào và tạo thành hình quả lê.
Thường phát triển trên bia.
- A. xylinum
Trực khuẩn dạng hình que 2 μm, đứng riêng
rẽ hay xếp thành chuỗi không di động. Các tế bào
được bao bọc bởi chất nhầy, tạo váng nhẵn khá dày,
bắt màu xanh với thuốc nhuộm iod và H
2
SO
4
(phản
ứng của hemicellulose) vì váng có chứa
hemicellulose, có thể oxy hóa rượu tạo 4.5% axit
axetic trong môi trường, ngoài ra chúng còn có khả
năng oxy hóa tiếp axit axetic thành CO
2
và H
2
O.
- A. pasteurianum
Trực khuẩn ngắn, hình thái gần giống A.
aceti, nhưng khi ta nhuộm chúng với iot, tế bào sẽ
cho màu xanh.
Khả năng chịu nổng độ cồn của chúng thấp
hơn của A. aceti. Trong điều kiện môi trường phát
triển thuận lợi, chúng có khả năng tạo được 5-6%
axit axetic.

11
Vi khuẩn: A. aceti
- A. orleaneuse
Hình thái vi khuẩn này giống hai vi khuẩn trên, nhưng lại có kích thước nhỏ hơn nhiều.
Đặc biệt hai đầu của tế bào thường nhỏ lại. Nhiều trường hợp người ta lẫn lộn vi khuẩn này
với vi khuẩn kỵ khí Clostridium. Trong dịch nước cấy, chúng thường tạo ra một váng rất
mỏng trên bề mặt. Váng vi khuẩn thường rất chắc, khi nhuộm với iot, tế bào sẽ chuyển
sang màu vàng. Vi khuẩn này chịu đựng được lượng cồn đên12%V, và trong điều kiện lên
men thích hợp, chúng có thể tạo ra được 9,5% axit axetic.
Vi khuẩn này thuộc vi khuẩn hình que, nhưng kích thước của chúng dài hơn các
giống đã trình bày ở trên. Chúng không tạo bào tử, không có khả năng chuyển động và
thuộc vi khuẩn gram (-).
Khi phát triển ở môi trường lỏng, chúng tạo ra lớp màng dày nhưng không chắc. Ở
các nước
Trong điều kiện môi trường thuận lợi, chúng có khả năng tạo được 11-12% axit
axetic.
- A. curvum
Trong môi trường lên men thuận lợi, vi khuẩn
này có thể tạo ra được 10-11% axit axetic. Vi khuẩn A.
curvum tạo váng rất chắc trên bề mặt môi trường.
Nhiệt độ lên men tối ưu của vi khuẩn này là 35-37
o
C.
2.5 Anh hưởng của các điều kiện môi trường dinh dưỡng tới quá trình lên men axetic
2.5.1 Anh hưởng độ thoáng khí
Lượng oxy cần thiết lớn gấp 2 lần lượng oxy lý thuyết, càng thoáng khí năng suất càng
cao. Ở phương pháp chậm do bề mặt tiếp xúc giữa tế bào và không khí bị hạn chế bở sự bao phủ
bề mặt dịch lên men của lớp váng giấm và độ dày lớp dung dịch. Vì vậy mà quá trình lên men kéo
dài 3-5 tuần, nồng độ giấm thu được 3-7% axetic. Phương pháp tuần hoàn tạo bề mặt tiếp xúc lớn,
quá trình giảm 5-7 ngày, phương pháp chìm thời gian 72-96h, nồng độ giấm 7-14%.

2.5.2 Anh hưởng nhiệt độ
Acetobacter thuộc nhóm ưa ấm, nhiệt độ thích hợp cho chúng là từ 25-32
o
C. Nhiệt
độ thấp quá trình lên men xảy ra chậm, nhiệt độ cao ức chế hoạt động và đến mức độ nào
đó sẽ đình chỉ sự sinh sản của tế bào làm tăng sự tổn thất của vi khuẩn và hiệu suất của quá
trình lên men giảm do sự bay hơi của axetic và etylic. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình sản
xuất giấm 22-35
o
C, nhiệt độ tối ưu là 18-24
o
C, 27-32
o
C.
2.5.3Anh hưởng của các nguồn C, N, P và các nguyên tố vi lượng
12
a. Sự axit hóa của dịch lên men
Trong sản xuất giấm người ta thường cho vào cơ chất ban đầu 1 lượng
giấm nhất định để axit hóa môi trường nhằm:
 Ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật các loại
 Đưa vào dịch lên men một lượng tế bào nhất định
Độ axit ban đầu 2-6%. Hàm lượng cao hạn chế sự sinh trưởng của vi khuẩn
và giảm khả năng lên men. Nồng độ axit axetic 8% ức chế hoạt động của vi khuẩn
rất lớn.
b. Hàm lượng etylic trong dịch lên men
Etylic là chất sát khuẩn với vi khuẩn axetic được sử dụng như cơ chất. Hàm
lượng rượu 2-10% thể tích, cao hơn làm giảm năng suất lên men.
Để tránh hiện tượng oxy hoá tiếp tục axit axetic thành CO2 và H2O cần có
1 lượng rượu sót trong sản phẩm từ 0.2-0.5%, lượng rượu sót có tác dụng ức chế sự
tổng hợp enzyme oxy hóa axit axetic và muối axetate.

c. Các chất C, N, P và nguyên tố vi lượng
Để quá trình oxy hóa xảy ra nhanh trong dịch lên men cần bổ sung 1 số
muối khoáng (NH
4
)
2
SO
4
, KH
2
PO4, CaHPO
4
, FeCl
3
… tùy theo nhu cầu cụ thể từng
loài.
Ngoài ra trong môi trường dinh dưỡng còn được bổ sung vitamin, chất kích
thích sinh trưởng như pepton, cao nấm men…
Trong môi trường dinh dưỡng còn được bổ sung sake, muối đậu nành, axit
lactic, glycerine.
13
Chương 3: BẢN CHẤT SINH HÓA
Lên men axetic là quá trình oxy hóa rượu thành axit axetic, nhờ vi khuẩn axetic, trong điều kiện
hiếu khí.
Phương trình tổng quát:
C
2
H
5
OH + O

2
CH
3
COOH + H
2
O + 117 Kcal
Phản ứng xảy ra trong tế bào của vi khuẩn. Muốn phản ứng được xảy ra, C
2
H
5
OH va O
2
phải được
thẩm thấu vào trong tế bào. Khi đó các enzyme oxy hóa có trong tế bào của vi khuẩn tham gia oxy
hóa rượu tạo thành CH
3
COOH. CH
3
COOH được tạo thành sẽ thoát ra khỏi tế bào và tan trong
dung dịch môi trường.
Hình 3.1 Quá trình oxy hóa rượu thành axit axetic
Trong sự oxy hóa ethanol thành axit axetic, chuyển hóa thực chất là 1 sự sử dụng cơ chất. Ở đây
NADPH
2
xuất hiện được chuyển hóa qua chuỗi hô hấp để thu năng lượng, song cơ chất không bị
phân giải hoàn toàn do vậy quá trình cũng còn được gọi là sự oxy hóa không hoàn toàn. Loại
chuyển hóa này có thể trải qua nhiều bước.
Các đại diện của vi khuẩn axetic (Acetobacter, gluconobacter) oxy hóa không chỉ etanol mà cả 1
phổ rộng các rượu bậc 1, 2 cũng như các polyol. Người ta phân biệt các loài vi khuẩn mà sản
phẩm của chúng được giữ lại được gọi là các loài oxy hóa thấp (suboxidant), thuộc về nhóm này

có vi khuẩn acetic tạm thời sau đó lại bị oxy hóa tiếp được xếp vào nhóm oxy hóa cao
(peroxidant) chẳng hạn A.peroxidans, A. pasteurianum, giữa 2 nhóm này có sự chuyển tiếp.
Sản xuất giấm
Ethanol
C
2
H
5
OH
O
2
CH
3
COOH
CH
3
COOH
Môi trường Tế bào
14
Các phản ứng được dùng để sản xuất giấm ăn nhờ A. suboxidans
CH
3
CH
2
OH CH
3
CHO + 2H
Sau sự hydrate hóa acetaldehyde sẽ diễn ra 1 loại H
2
lần thứ 2

CH
3
CH(OH)
2
CH
3
COOH + 2H
Hidro được NADP nhận và qua các citochrome được chuyển đến O
2
là chất nhận điện tử cuối
cùng.
15
Chương 4: KỸ THUẬT SẢN XUẤT AXIT AXETIC
4.1.Những yêu cầu kỹ thuật
4.1.1.Nồng độ axetic
Axit axetic sinh ra sẽ gây ảnh hưởng ức chế đến sinh lý của vi khuẩn axetic. Nếu
nồng độ của axit axetic đạt 8% sẽ ức chế hoạt động của vi khuẩn và nếu nồng độ axit
axetic 12-14% sẽ ức chế toàn bộ của vi khuẩn.
4.1.2.Nồng độ rượu
Tùy từng loại mà chúng có khả năng tồn tại ở những nồng độ rượu khác nhau.
Thông thường người ta sử dụng nồng độ rượu từ 11-13%. Nếu trong môi trường không có
rượu thì vi khuẩn tiếp tục oxy hóa axit axetic để thu nhận năng lượng dùng cho sự sống. Vì
thế đây là một quá trình có hại. Trong sản xuất, người ta thường giữ lại độ rượu trong môi
trường là 0,3-0,5%.
4.1.3.Nhiệt độ
Tùy theo từng loài mà nhiệt độ tối ưu cho quá trình oxy hóa. Nhưng trong sản xuất,
người ta dùng những loài vi sinh vật thích ứng cho quá trình oxy hóa là 30-40
o
C.
4.1.4.Độ thoáng khí

Oxy là một yếu tố quan trọng cho quá trình lên men giấm. Quá trình oxy hóa chỉ
xảy ra khi trong môi trường vi khuẩn được tiếp xúc với không khí. Càng được thoáng khí
khả năng oxy hóa càng tốt.
Trong môi trường dinh dưỡng, ngoài rượu ra cần có các chất vô cơ, gluxit và các
hợp chất hữu cơ chứa nito dễ hấp thụ. Khi sử dụng một hectolit rượu cần 25g
supepphosphat, 25g sunphat amon, 0,9g K
2
CO
3
và 500g glucose hoặc tinh bột được thủy
phân.
16
4.2 Qui trình làm giấm
17
RƯỢU TRẮNG
ĐƯỜNG
GIỐNG VI SINH
VẬT
LÊN MEN
BẢO QUẢN
SẢN PHẨM
ĐÓNG CHAI
NƯỚC TRỘN ĐỀU
LÃO HOÁ
4.3 .Các phương pháp lên men
4.3.1.Phương pháp lên men chậm
Phương pháp này được người Pháp thực hiện từ rất lâu và được coi như là phương
pháp truyền thống của người Pháp.
Nguyên liệu dùng để sản xuất axit axetic là nước nho. Giống vi khuẩn axetic được
sử dụng cho quá trình sản xuất là Acetobacter orleaneuse.

Người ta thường cho vào thùng lên men bằng gỗ có dung tích 250-300 l bằng gỗ
sồi hình tang trống 1/5 thể tích lượng axit axetic và sau đó cho vào thùng dung dịch nước
ép nho sao cho toàn bộ khối lượng đạt ½ thể tích thùng lên men ( hoặc 2/3 thể tích thùng
lên men). Sở dĩ người ta cho axit axetic trước để tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển, mặt
khác để ngăn ngừa các vi khuẩn khác phát triển, không bị nhiễm.
Tiến hành quá trình lên men ở nhiệt độ thường. Sau một thời gian, trên bề mặt sẽ
tạo thành váng chứa nhiều axit axetic. Vì thế mà quá trình oxy hóa xảy ra chậm và kết thúc
sau vài tuần. Khi kiểm tra rượu còn lại 0.3-0.5% sẽ lấy giấm ra, cho dịch dinh dưỡng mới
vào. Nếu để lâu, chất lượng giấm bị giảm nhanh do quá trình oxy hóa giấm xảy ra tiếp tục.
Giấm thu đuợc thường có lượn axit 5-6%. Muốn để lâu phải đem thanh trùng Pasto.
18
NƯỚC NHO
THÙNG GỖ 250-
300L
LÊN MEN
SẢN PHẨM
AXIT AXETIC ACETOBACTER
ORLEANEUSE
4.3.2. Phương pháp lên men nhanh
Phương pháp này do người Đức thực hiện theo qui mô công nghiệp.
Thiết bị lên men là một thùng gỗ cao 2,5-6m, có đường kính 1,2-3m. Tỷ lệ đường
kính đáy so với chiều cao khoảng ½ là thích hợp nhất. Trong thùng được chất đầy phoi bào
hay lõi bắp. Phoi bào hay lõi bắp được xem như chất mang, giữ vi sinh vật trong quá trình
lên men, nhờ đó mà vi sinh vật không đi theo vào sản phẩm cuối cùng. Ngoài ra, ở đáy
thiết bị, người ta cho lắp một hệ thống phân phối, không khí đưa từ dưới lên. Môi trường
được đưa vào từ trên xuống.
Đầu tiên, người ta dùng axit axetic có nồng độ 3-5% chảy qua lớp phoi bào hay lõi
bắp để vừa có mục đích thanh trùng vừa có tác dụng axit hóa vật liệu chất mang để vi sinh
giống dễ thích nghi trong quá trình lên men. Sau đó, dùng nước vô trùng rửa qua và nạp
giống vi khuẩn axetic vào. Vi khuẩn axetic sẽ bám vào phoi bào hay lõi bắp. Tiếp đó người

ta cho dòng môi trường từ trên xuống qua hệ thống phân phối như một vòi hoa sen trong
buồng tắm. Môi trường sẽ được phân phối đều khắp vật liệu phoi bào hay lõi bắp. Cùng
lúc, người ta thổi khí từ dưới lên.
19
AXIT AXETIC 3-
5%
LỚP PHOI BÀO
NƯỚC VÔ TRÙNG
DÒNG MÔI
TRƯỜNG TỪ
TRÊN XUỐNG
OXY HÓA RƯỢU
CH
3
COOH
ĐÁY THIẾT BỊ
LÊN MEN
THU NHẬN
THỔI KHÍ TỪ
DƯỚI LÊN
GIỐNG VK
AXETIC
Môi trường được đưa từ trên xuống, chảy qua lớp chất mang có chứa các tế bào vi
khuẩn. Cồn sẽ thẩm thấu vào tế bào vi khuẩn, không khí được đưa từ dưới đáy thiết bị lên
trên, thẩm thấu vào trong tế bào vi khuẩn. Vi khuẩn tiến hành quá trình oxy hóa rượu thành
CH
3
COOH sẽ thẩm thấu qua màng tế bào ra ngoài và theo dung dịch xuống đáy thiết bị lên
men. Người ta thu nhận từ đáy thiết bị lên men.
Quá trình lên men được thực hiện ở nhiệt độ 24-37

o
C. Thời gian lên men kéo dài
8-10 ngày. Trong trường hợp dịch lên men cuối cùng chứa lượng axit axetic thấp, người ta
tiến hành tái lên men bằng cách bơm chúng ngược lại từ trên xuống.
Ngoài ra còn có những phương pháp lên men nhanh khác:
Phương pháp nhúng: người ta thiết kế thùng lên men hình trụ, bên trong
lắp nhiều giỏ chứa đầy chất mang( mạt cưa, lõi bắp, than củi hay các vật liệu
cellulose có khả năng giữ vi sinh vật trên đó). Các giỏ này có thể nâng lên hoặc hạ
xuống được. Người ta chuẩn bị môi trường và đổ môi trường váo thùng lên men. Vi
sinh vật sẽ được làm bám dính vào các vật liệu đựng trong giỏ. Giỏ chứa vật liệu có
vi sinh vật sẽ được nhúng xuống dung dịch lên men rồi lại nhấc chúng lên khỏi
dung dịch. Khi chiếc giỏ chứa chất mang có vi sinh vật thấm đầy môi trường và
được nhấc lên không khí, quá trình oxy hóa rượu được xảy ra. Thao tác này được
lặp đi lặp lại nhiều lần sẽ có tác dụng oxy hóa hết lượng cồn có trong dung dịch.
Phương pháp hình trống quay: người ta thiết kế thiết bị lên men có hình
trụ nằm ngang bên trong một thùng chứa dung dịch lên men hở nắp. Thiết bị hình
trụ này được bọc một lớp vật liệu có khả năng thấm nước và có khả năng giữ vi
sinh vật. Một nửa thiết bị này nằm trong lòng dung dịch lên men, một nửa nằm trên
dung dịch lên men và được tiếp xúc với không khí. Khi vận hành, một nửa thiết bị
luôn luôn được tiếp xúc với không khí. Người ta thiết kế hệ thống quay này với vận
tốc rất chậm để đủ thời gian cho quá trình oxy hóa cồn thành axit axetic.
4.3.3 Phương pháp lên men chìm
Người ta thiết kế hệ thống lên men axetic được gọi là acetator. Người ta cho dung
dịch lên men vào thiết bị và tiến hành thổi khí rất mạnh. Khi đó trong dung dịch lên men sẽ
tạo ra thể huyền phù và dung dịch lên men. Hai thể này luôn luôn được trộn lẫn nhau và
như vậy, quá trình oxy hóa xảy ra rất mãnh liệt.
20
4.3.4 Phương pháp kết hợp:
Người ta thiết kế hệ thống lên men bao gồm hai phần: phần trên là lớp đệm hay lớp
chất mang chứa vi sinh vật ( giống phương pháp nhanh), lớp giữa chỉ là một thùng chứa

dung dịch sau khi lên men ở phần trên chảy xuống. Dưới cùng là hệ thống thổi khí mạnh,
khí sẽ được thổi qua phần dung dịch này rồi chuyển ngược lên phần trên( giống thiết bị lên
men chìm).
4.4 Phương pháp nâng cao nồng độ axit axetic trong dịch lên men
Hàm lượng axit axetic có trong dịch lên men thường không cao, trong khoảng 5-10%. Axit
axetic có trong dịch lên men thường lẫn với các chất khác, do đó, dịch sau lên men chỉ có thể sử
dụng để chế biến thực phẩm. Trong nhiều nghành cần sử dụng axit axetic, người ta yêu cầu hàm
lượng axit axetic trong dung dịch phải cao và có độ tinh khiết. Chính vì thế việc nâng cao hàm
lượng axit axetic trong dung dịch lên men và làm sạch axit axetic là việc làm rất cần thiết.
Những phương pháp để nâng cao hàm lượng và tinh chế axit axetic:
4.4.1 Phương pháp chưng cất:
Mục đích sử dụng phương pháp này để nhận axit axetic có hàm lượng cao hơn.
Phương pháp này rất đơn giản và dễ thực hiện. Tuy nhiên, phương pháp này thường tiêu
hao nhiều năng lượng và hàm lượng axit axetic thường không cao.
4.4.2 Phương pháp chưng cất bằng muối:
Người ta sử dụng một cấu tử có khả năng phân ly mạnh làm thay đổi trạng thái cân
bằng lỏng-hơi. Trong chưng cất có sự tham gia của muối CaCl
2
hoặc CH
3
COONa, hiệu
suất thu nhận axit axetic thường rất cao.
Phương pháp này có ưu điểm:
• Tốn ít năng lượng.
• Sản phẩm đạt độ tinh khiết cao.
Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những nhược điểm:
• Phải hoàn nguyên cấu tử phân ly nên tốn thiết bị và năng lượng cho quá
trình này.
• Gây ăn mòn thiết bị.
21

4.4.3 Phương pháp chưng cất- trích ly:
Phương pháp này được thực hiện trên cơ sở những cấu tử phân ly có độ bay hơi
nhỏ hơn cấu tử đã có trong hỗn hợp. Cấu tử phân ly này sẽ kết hợp với một cấu tử có trong
dung dịch tạo ra một hỗn hợp khó bay hơi và thoát ra ở dưới đáy tháp chưng cất. Cấu tử
phân ly cần có tính chất hòa tan chọn lọc và không được hòa tan cấu tử cần tách. Đặc điểm
của phương pháp này như sau:
- Sử dụng một cấu tử trung gian để làm thay đổi độ bay hơi tương đối của các cấu
tử trong hỗn hợp.
- Người ta thường thu hồi cấu tử phân ly để sử dụng lại.
- Các cấu tử phân ly có tính chọn lọc cao, nên trong quá trình chưng cất cần chọn
đúng chất phân ly.
4.4.4 Phương pháp chưng cất chân không:
Phương pháp này rất phức tạp. Tuy nhiên, phương pháp này có ưu điểm là thu nhận
được sản phẩm có chất lượng cao.
22
Chương 5: BIẾN ĐỘNG SINH HÓA
5.1 Biến động vi sinh vật
Giấm vẩn đục và giảm chua: Trong quá trình oxy hóa rượu thành giấm đôi khi gặp hiện
tượng oxy hóa sâu sắc axit axetic tới CO
2
và nước. Nguyên nhân là do nhiễm các nấm men tạo
màng thuộc giống Candida mycoderma. Ngoài ra, còn có thể do nhiễm các vi khuẩn axetic khác
như Acetobacter xylinum, Acetobacter aceti… Chúng dễ oxy hóa axit axetic. Acetobacter xylinum
phát triển trong giấm tạo thành màng nhầy trên bề mặt, làm cho giấm thành phẩm có cặn nhầy.
Acetobacter aceti làm vẩn đục giấm. Khi cho môi trường vào thùng lên men phân bổ không đều,
tạo cho khối phoi bào có những vùng có độ axit thấp và ở đây chính là các ổ nhiễm có điều kiện
cho các vi sinh vật tạp dẫn phát triển.
Lươn giấm: trong thùng lên men và giấm thành phẩm hay gặp một loại giun tròn nhỏ, gọi
là lươn giấm Angillula aceti. Con đực trưởng thành dài tới 1mm, con cái 1-2 mm.
Lươn giấm sinh trưởng và phát triển trong những điều kiện không nghiêm ngặt. Chúng

phát triển mạnh trong nồng độ giấm thấp (6% axit axetic). CÒn ở nồng độ cao (9-10%) chúng bị
ức chế, nhưng không hoàn toàn ngừng sinh sản, ở nồng độ 12% chúng còn sống được 1.5 tháng,
nồng độ cao hơn chúng bị chết.
Lươn giấm chủ yếu sống bằng axit axetic, nhưng chúng cũng có thể ăn một phần rượu, axit
axetic, đường, các chất nitơ và các chất khoáng hòa tan. Chúng không làm ảnh hưởng đến hiệu
suất lên men và không độc cho người, nhưng số lượng lớn chúng làm vỡ màng giấm, làm, vẩn đục
giấm.
5.2 Biến động hóa học
• pH giảm dần trong quá trình lên men.
• Rượu: nồng độ giảm nhưng sau lên men cần để lại nồng độ rượu khoảng 0.3-0.5%.
• Axit axetic: nồng độ tăng dần.
• Hàm lượng đường giảm.
5.3 Một số dạng hư hỏng axit axetic
5.3.1 Giấm bị đục và giảm độ chua
Trong sản xuất giấm, thường xảy ra hai quá trình oxy hóa:
23
o Quá trình oxy hóa C
2
H
5
OH thành CH
3
COOH
o Quá trình oxy hóa CH
3
COOH thành CO
2
và H
2
O

Quá trình oxy hóa C
2
H
5
OH thành CH
3
COOH là quá trình có lợi cho sản xuất. Quá
trình oxy hóa CH
3
COOH thành CO
2
và H
2
O là quá trình có hại cho sản xuất. Trong quá
trình oxy hóa này có thể xảy ra hai hướng: oxy hóa hóa học và oxy hóa sinh học. Oxy hóa
sinh học chuyển CH
3
COOH thành CO
2
và H
2
O xảy ra do nấm men Candida(mycoderma),
Acetobacter xylinum, Acetobacter aceti gây ra. Các giống vi sinh vật này có khả năng tạo
màng nhầy làm cho giấm đục và tạo cặn.
5.3.2 Hiện tượng lươn giấm
Lươn giấm có tên khoa học là Angiullula aceti. Chúng thuộc loại động vật như giun
tròn, rất nhỏ, có màu hồng. Con đực ở tuổi trưởng thành có kích thước 1mm, con cái ở tuổi
trưởng thành có kích thước 1-2 mm.
Nếu nồng độ giấm < 6%, lươn giấm rất dễ phát triển. Nồng độ giấm cao khoảng >
9%, chúng bị ức chế và không thể phát triển được.

Lươn giấm thường sử dụng vi khuẩn axetic như nguồn dinh dưỡng. Tuy nhiên,
chúng cũng có khả năng sử dụng C
2
H
5
OH, CH
3
COOH, đường, các chất hữu cơ chứa nito
để phát triển. Chúng thường không gây độc cho người mà chỉ gây đục giấm và làm giảm
hiệu suất lên men.
5.3.3 Bọ giấm
Trong sản xuất giấm, người ta thường thấy hai loại bọ giấm.
Loại to, màu trắng, có kích thước 0,8-1,5 mm.
Loại nhỏ, màu nâu, có kích thước 0,3-0,4 mm.
Bọ giấm làm thay đổi chất lượng của giấm. Nhiều khi bọ giấm xuất hiện với một lượng
5.3.4 Ruồi giấm
Ở những cơ sở sản xuất giấm, người ta thường thấy có rất nhiều ruồi giấm. Ruồi
giấm thường có màu nâu đỏ, có kích thước khoảng 2,5-3 mm. Ruồi giấm thường phát triển
ở phần trên, phần dưới của thiết bị lên men.
24
Chúng làm giảm axit axetic, sinh ra những ấu trùng ăn vi khuẩn lactic và thường là vật
trung gian lây nhiễm các vi sinh vật gây hại giấm.
Chúng phát triển mạnh khi có sự oxy hóa mạnh. Chúng đồng hóa rượu, axit axetic và các
loại vi khuẩn .
25