Tiểu luận công nghệ sản xuất axit lactic slide

LOGO
Sản Xuất Axit Lactic
GVHD: PHẠM THỊ HƯƠNG
SVTH:
1. PHAN THỊ NHUNG
2. ĐỖ NGUYỄN KHÁNH PHƯƠNG
3. NGUYỄN THỊ TÂM
4. NGUYỄN BÁ LỘC
5. PHẠM MINH LÂN
6. BÙI ĐÌNH LINH
Sản Xuất Axit Lactic
Giới thiệu
1
Phương pháp sản xuất
2
Phương hướng phát triển
3
Lịch sử phát hiện

Axit lactic tồn tại rộng rãi trong tự nhiên, được tìm thấy ở người, động vật, thực vật và vi sinh
vật.

Năm 1780, nhà hóa học người Thụy Điển Sheele lần đầu tiên tách được axit lactic từ sữa bò
lên men chua.

Năm 1857, Louis Pasteur (1822-1895) chứng minh quá trình lên men lactic là gây nên bởi vi
sinh vật.

Năm 1878, Joseph Lister đã phân lập thành công vi khuẩn lactic đặt tên là Bacterium lactic.
Giới thiệu về axit lactic


Axít lactic hay axít sữa có tên IUPAC là 2-Hydroxypropanoic acid
là một hợp chất hóa học đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá
trình sinh hóa.

Axit lactic là một axít carboxylic với công thức hóa
học CH
3
CH(OH)COOH

Axit lactic tồn tại dạng tinh thể, không màu, mùi nhẹ, tan trong
nước và cồn.

Do chứa một nguyên tử cacbon không đối xứng nên trong tự
nhiên axit lactic tồn tại hai dạng đồng phân L(+) và dạng D(-) hay
dạng raxemic.
Ứng dụng của axit lactic
Công nghiệp rượu
Thực phẩm
Công
nghiệp
Bảo quản
Axit Lactic
Trong y học
Sản xuất axit lactic
Sản xuất axit
lactic
Vi khuẩn lên men lactic

Vi khuẩn lactic
•

Thuộc về họ Lactobacteriaceae.
•
Là vi khuẩn Gram dương, phần lớn không có khả năng chuyển động,
không sinh bào tử
•
Có cơ thể đơn bào, kích thước nhỏ
•
Có dạng hình cầu, hình que ngắn hay bầu dục.

ĐẶC ĐiỂM SINH LÝ SINH HÓA
•
Khả năng sinh axit khác nhau,khả năng chịu axit cũng khác nhau
•
Nhiệt độ sinh trưởng tối thích ưa ấm(25-35
0
C),ưa nhiệt (40-55
0
C)
•
Hầu hết là vi khuẩn kị khí không bắt buộc
Streptococcus
Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic
Nguồn
cacbon
Nguồn nitơ
Muối
Vitamin
Oxi
•
Có thể là monosaccarit,

disaccarit, oligosaccarit,
hay tinh bột.
•
Cung cấp năng lượng, xây
dựng cấu trúc tế bào và
sinh ra axit lactic và các
sản phẩm khác.
•
Phần lớn đòi hỏi nguồn
nito sẵn có như các axit
amin.
•
Rất ít loài có thể tổng
hợp các chất hữu cơ từ
nguồn nito vô cơ.
•
Tổng hợp protein, axit
nucleic
•
Các muối chỉ cần rất ít
nhưng ảnh hưởng rất
lớn.
•
Cần hàng loạt các
vitamin như riboflavin,
biotin, tiamin, axitfolic
•
Axit béo cũng ảnh
hưởng quá trình sinh
trưởng.

•
Hầu hết vi khuẩn lactic là
sinh vật kỵ khí không bắt
buộc. Trong thực tế, khi
nồng độ oxygen thấp thì
vi khuẩn phát triển tốt
nhất.
Nhóm 8
Lactobacillus delbrueckii
•
Là loài điển hình của chi Lactobacillus
•
Bao gồm ba phân loài : delbrueckii , bulgaricus , và lactis
•
Trong môi trường dịch thể chúng có khả năng tạo ra khoảng 70% acid lactic từ đường.
•
Chúng là Gram dương, không thể tự di chuyển, không hình thành bào tử, lên men đồng hình bắt buộc và sản
xuất L (+)-lactic acid.
•
Nhiệt độ tối ưu cho chúng phát triển là 40-44
0
C, tối thiểu
là 18
0
C và tối đa là 55
0
C
•
pH: 6.2±0.2
•

Nhiệt độ bảo quản: 4
o
C.
•
Có thể sử dụng cơ chất tinh bột.
Cơ chế hoạt động của vsv-vi khuẩn lên men lactic
Những nghiên cứu cụ thể để nâng cao hoạt lực, năng suất của loại vsv

Dựa vào nghiên cứu các điều kiện lên men tối ưu, ví dụ: cơ chất thích hợp với từng loại vi khuẩn.

Lựa chọn phương pháp lên men phù hợp với loại vi khuẩn.

Dựa vào việc tác động vào các gen trong bộ gen vi khuẩn.
+ Trong L. helveticus và Lactobacillus plantarum, tăng
cường sản xuất L(+)-lactic axit bởi sự bất hoạt của ldhD
và tăng số lượng bản sao của ldhL.
+ Thiết kế Escherichia coli tái tổ hợp cho việc chuyển
đổi của đường hexose, cũng như đường pentose, thành
L (+) - lactic acid.
+ Sản xuất L-acid lactic bởi Thermoanaerobacterium
aotearoense đột biến.
Môi trường – Cơ chất
•
Dịch đường sữa: được dùng làm nguyên liệu lên men cho Lactobacillus bulgaricus vì chủng này có khả năng lên men
lactose.
•
Đường saccarose 12-18% tạo môi trường thuần khiết nhất và ít tốn kém nhất trong quá trình tinh chế sản phẩm xong
nguyên liệu đầu vào giá thành khá cao.
•
1,2 propandiol được dùng làm nguyên liệu lên men cho Lactobacillus bulgaricus vì chủng này có khả năng lên men

lactose.
•
Tinh bột ngô: gồm 9 phần tinh bột ngô, 1 phần bột đại mạch thủy phân với axit sunfuric 0.5N. Dùng cho chủng
Lactobacillus delbrueckii
•
Bột sắn: là nguyên liệu rẻ tiền chứa hàm lượng cacbohyrate cao nhưng lại ít dưỡng chất cần thiết.
•
Bùn thải từ ngành công nghiệp sản xuất giấy: Bùn chứa một tỷ lệ phần trăm cellulose cao và có thể thủy phân
thành glucose trước khi được lên men với vi khuẩn lactic.
•
Mật rỉ đường
Mật rỉ đường

Trong rỉ đường bao gồm 25-40% saccarose, 15-25% đường khử (glucose và fructose), và 3-5% đường không
lên men được tạo nên trong quá trình chế biến đường, 20% nước và khoảng 10% các chất phi đường.

Trong rỉ đường mía còn chứa rất nhiều các vitamin như axit pantotenic, nicotinic, folic, B
1
,B
2
, đặc biệt là biotin.

Phi đường chứa nito của rỉ đường mía chủ yếu là các
axit amin.

Cần bổ sung thêm :
o
Nguồn N là ure hoặc amoni sulfat.
o
Nguồn P là supephosphat (khoảng 1 % so với rỉ

đường).
Quy trình công nghệ
Phương pháp và kĩ thuật nhân giống trong quy trình
Quy trình sản xuất

Chuẩn bị môi trường lên men

Điều khiển quá trình lên men

Vi khuẩn lactic đã được nuôi cấy riêng lượng men giống chiếm khoảng 3-5% thể tích thùng lên men. Thùng
lên men được trang bị cánh khoáy và ruột gà để cấp nhiệt độ.

Lên men được tiến hành ở 50
0
C

pH duy trì 5-6.

Thời gian lên men 7-10 ngày.

Hằng ngày người ta cho vôi mịn vào 3—4 lần trong ngày

Các phương pháp chiết tách axit lactic

Phương pháp thu nhận axit lactic chung:Thu nhận ở điều kiện pH>pKa

Phương pháp tách pha

Phương pháp trích ly
Ưu nhược điểm của phương pháp lên men đồng hình

+Ưu điểm:
o
Cơ chất mang vào quy trình là dễ kiếm, rẻ tiền, phổ biến.
o
Phương pháp lên men đồng hình sẽ tạo được lượng acid tạo ra lớn năng suất cao đến 90% acid lactic
o
Sử dụng loại vi khuẩn phổ biến
+ Nhược điểm:
o
Tuy nhiên sử dụng cơ chất là rỉ đường thì quy trình sản xuất sẽ kéo dài tốn nhiều công đoạn, hóa chất để xử lý.
o
Lượng sản phẩm tạo ra không tinh khiết bằng công nghệ lên men hiện đại.
Hướng phát triển

Vấn đề vi sinh vật là rất quan trọng.
Cần tìm và tạo ra các chủng vi sinh vật sản xuất axit lactic có thể sử dụng các cơ chất thô ban đầu như
cellulose, tinh bột mà không cần thủy phân trước hay các chủng có thể vẫn sinh trưởng và phát triển khi nồng độ
axit lactic trong môi trường lên men đạt nồng độ cao.

Vấn đề về công nghệ và máy móc cũng là một vấn đề cần cải thiện để nâng cao chất lượng sản phẩm.
Ví dụ như công nghệ lên men kết hợp điện phân dung dịch sẽ giúp lấy dần lượng axit lactic làm giảm nồng độ
của nó trong môi trường lên men để khỏi ức chế quá trình phát triển của vi khuẩn lên men.
LOGO
Thank You For Your Listen !