Báo cáo tiểu luận lên men lactic

BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
Lời mở đầu
Hệ sinh vật trên thế giới rất phong phú và đa dạng với số lượng giống và
chủng loài khác nhau với một con số không tưởng. Và hệ vi khuẩn là bắt nguồn
của từ khi sự sống xuất hiện và tới giờ con người không thể xác định được có
những vi khuẩn nào mới xuất hiện và khả năng của chúng tới đâu.
Vi khuẩn với số lượng được xem là lớn nhất hành tinh mang cho con người
và xã hội bao nhiêu khó khăn với những căn bệnh hiểm ác. Tuy nhiên, con người
cũng không thể phủ nhận được giá trị quan trọng của nó khi ứng dụng vào đời
sống và mang lại nhiều lợi ích mà ta không tưởng. Và vi khuẩn lactic đã được con
người phát hiện và đem lại nhiều giá trị. Nhóm đã tìm hiểu và biết được lên men
lactic là quá trình đặc trưng cho nó vậy nó có những phát triển, biến đổi và ứng
dụng gi do đó nhóm chọn đề tài “Lên men lactic” để tìm hiểu kỹ hơn. Do thời gian
hạn chế, nhóm không thể tìm hiểu kĩ và đánh giá thực tế hoàn chỉnh, các số liệu và
nội dung chủ yếu được tham khảo qua báo chí, sách và qua mạng internet nên
không tránh khỏi thiếu sót trong đề tài tiểu luận. Nhóm mong nhận lời nhận xét của
thầy và chúng em gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy đã hướng dẫn tận tình trong
quá trình nhóm làm đề tài.
Nhóm thực hiện.
1
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
1. Giới thiệu về acid lactic
1.1. Khái niệm.
Acid lactic hay Acid sữa là một hợp chất hóa học được sinh ra do quá trình
lên men của vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh hóa và
acid lactic là một acid carboxylic
1.2. Lịch sử phát triển.
Acid lactic đã được tinh chế lần đầu tiên bởi nhà hóa học Thụy Điển Carl
Wilhelm Scheelevào năm 1780 từ sữa chua. Năm 1808 Jons Jacob Berzelius phát
hiện ra rằng acid lactic (L-lactate) cũng được sản xuất trong cơ bắp trong quá trình
cơ thể hoạt động nhiều. Cấu trúc của nó được xây dựng lại bởi Johannes

Wislicenus vào năm 1873. Năm 1856, Louis Pasteur phát hiện ra Lactobacillus và
vai trò của nó trong việc tạo ra acid lactic. Acid lactic bắt đầu được sản xuất
thương mại Boehringer Ingelheimcủa Đức vào năm 1895.
1.3. Công thức hóa học.
C
3
H
6
O
3
có công thức tổng quát là CH
3
CH(OH)COOH, nó có một nhóm
hydroxy đứng gần nhóm carboxyl khiến nó là một acid alpha hydroxy (AHA).
Trong dung dịch, nó có thể mất một proton từ nhóm acid, tạo ra ion lactate
CH
3
CH(OH)COO−.

Acid lactic

2
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
1.4. Phân loại.
Acid lactic là chiral và có hai đồng phân quang học do chúng có một cacbon
bất đối xứng tạo nên . Một được gọi là L (+)-acid lactic hoặc ( S ) acid lactic và
các khác, hình ảnh gương của nó, là D - (-)-lactic acid hoặc ( R )-acid lactic. L-
(+)-lactic acid thường được tạo ra từ pyruvate qua xúc tác của men lactate
dehydrogen (LDH) trong quá trình lên men của quá trình chuyển hóa bình thường
và tập luyện của cơ thể. Hai dạng đồng phân này có tính chất hóa lý giống nhau

nhưng do sự khác nhau về khả năng quay cực nên chúng có những tính chất sinh
học khác nhau nếu trong hỗn hợp có sự cân bằng cùng lúc của hai dạng đồng phân
này (50-50) là DL-acid lactic thường được gọi là roxemic.

Các tên thường gọi:
Alpha-Hydroxypropionic Acid.
2-Hydroxypropanoic acid.
1-Hydroxyethanecarboxylic acid.
Ethylidenelactic acid.
1.5. Tính chất của acid lactic.
Là chất hữu cơ không màu, có độ hút ẩm cao, là chất lỏng sánh, có mùi nhẹ, tan
trong nước và cồn, có nhiệt dộ sôi vào khoảng 122°C, có điểm tan ở 17°C, có khối
lượng phân tử 98.08 DVC, ở đồng phân dạng D _acid lactic: ở dạng tinh thể tan
trong nước, cồn, nhiệt độ nóng chảy là 28°C, nhiệt độ sôi là 28°C, còn đối với tinh
thể đồng phân dạng L_acid lactic thì ngoài tan trong nước và cồn thì chúng còn
3
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
tan trong các hợp chất etylic, eter… Đối với đồng phân dạng L_acid lactic thì tan
trong nước không tan trong CHCl
3
có nhiệt độ nóng chảy 16, 8°C, sôi ở 122°C
có khả năng ức chế vi sinh vật (làm giảm pH môi trường) cao hơn so vơi các acid
tartic, acid acetic, hay acid citric, mà không gây mất giá trị cảm quan của sản
phẩm, không gây ảnh hưởng đến mùi vị, màu sắc của sản phẩm và không ảnh
hưởng đến sức khỏe của con người.
1.6. Nguồn gốc hình thành.
Là sản phâm do quá trình lên men đường, quá trình oxy hóa glucid yếm khí
này là một quá trình oxy hóa không hoàn toàn hay là một quá trình tự lên men
lactic. Kết quả của sự phân giải 1 phân tử glucoz tự do cung cấp cho tế bào 2 phân
tử ATP và tạo ra 2 phân tử acid Lactic. Nếu quá trình này bắt đầu từ glycogen dự

trữ trong cơ thì cung cấp cho tế bào được 3 phân tử ATP và cũng tạo ra 2 phân tử
acid Lactic.
 Sơ đồ quy trình:
:
4
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
2. Vi khuẩn lactic.
2.1. Khái niệm.
Những vi khuẩn gây lên men sinh acid lactic được gọi là vi khuẩn lactic. Vi
khuẩn lactic được đặc trưng bởi khả năng sinh acid lactic rất mạnh từ các quá trình
chuyển hóa các loại đường đơn hay đường đôi khác nhau, đặc biệt là đường
lactose …
2.2. Đặc điểm.
Hầu hết các vi sinh vật sinh acid lactic đều thuộc về họ Lactobacillaceae và
được xếp bốn chi: Streptococus, Pediococcus, Lactobacillus và Leuconostoc.
Chúng có dạng hình cầu hoặc hình que đứng đơn độc thành chuỗi với nhau,
đều là vi khuẩn Gram dương, không sinh bào tử bào tử, không di động. Tuy nhiên,
hiện nay người ta tìm thấy một số giống trong họ vi khuẩn lactic có khả năng tạo
bào tử. Vi khuẩn lactic không khử nitrate, phản ứng catalase âm tính, kỵ khí tuỳ ý,
một vài loài kỵ khí sống trong hệ tiêu hoá của con người.chúng chủ yếu phân phải
các dạng cacbonhydrat đơn giản để lấy năng lượng đồng thời cũng sản sinh ra acid
lactic, etanol, acid acetic, CO
2
…, chúng dễ dàng lên men chuyển hóa các dạng
đường đơn: glucoza, frutoza, manose, galatose…đường đôi saccaroza, mantoza…
Nhưng không có khả năng chuyển hóa các loai gluxit phức tạp hay tinh bột, dextin
Vi khuản lac tic lên men tốt nhất ở điều kiện là 15-50°C, pH = 5,5 - 6, phụ thuộc
vào mỗi loài thì có một ngưỡng tối ưu khác nhau, ở nhiệt độ 80°C thì vi khuẩn
lactic bị tiêu diệt.
Chúng không chứa cytochrom và enzim catalase nhưng nhờ khả năng tự

tổng hợp được enzim peroxydase và qua đó các khi khuẩn lac tic có khả năng phân
giải được H
2
O
2
để tạo thành H
2
O và O
2
để phục vụ cho quá trình sống vậy nên đa
số vi khuẩn lactic thuộc vào nhóm hiếu khí tùy tiện.
5
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
2.3. Phân loại.
- Lactobaretium casei:
Là trực khuẩn ngắn, gây chua tự nhiên, sống yếm khí tùy tiện, lên men chủ
yếu là glucose, maltose và lactose tạo môi trường 0, 8-1% acid lactic.gây chua từ
10-12 H ở nhiệt độ thường, nhiệt độ tối thiểu là 10°C, nhiệt độ tối ưu 35-45°C,
thủy phân yếu cazetin và geltin.
- Lactobaccterium bulgalicus:
Trực khuẩn, rất dài lên men gucose và lactose, tạo tới 37% acid lactic, nhiệt độ
tối ưu 20°C.
- Lactobaccterium delbrucki:
Là trực khuẩn lớn, có khả năng tạo thành sợi, có khả năng lên men đường
lactose, nhiệt độ tối ưu là 45-50°C.
- Lactobaccterium cueumeris fermentin:
Khi lên men rau cải chu atoj thành acid axetcc, rượu etylic acid lactic co2, lên
men đường saccarose và lactose
Lactobaccterium lycopersici:
- Trực khuẩn gram(+), tạo thành chuỗi đơn hay ghép thành đôi, lên men tao

thành co2, acid lactic .acid acetic, rươu etylic, có khả năng tạo bào tử, sinh hơi,
chết ở80°C.
- Streptococuss cremoris:
Thường tạo chuỗi dài lên men glucose và galactose, nhiệt độ tối ưu 25-30°C
2.4. Nhu cầu dinh dưỡng.
Vi khuẩn lactic là những vi sinh vật có nhu cầu dinh dưỡng cao. Để sinh
trưởng bình thường, ngoài nguồn cacbon, chúng cần nitơ, một phần dưới dạng các
acid amin, một số vitamin, các chất sinh trưởng, và các chất khoáng…Chúng
không thể phát triển được trong môi trường có thành phần đơn giản như glucose
và NH4+ như một số loài khác. Vì thế người ta phải cho vào môi trường một số
chất giàu dinh dưỡng: trong sữa, trong ruột, cao nấm men, cao thịt, các loại đường
để chúng có thể lên men.
6
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
Vi khuẩn lactic có thể tồn tại trong môi trường khô, có thể chịu được hàm
lượng cồn từ 10 – 15% và có thể chịu được nồng độ CO2 cao. Chúng được tìm
thấy khắp nơi trong tự nhiên, dưới da, trong hệ tiêu hoá… Lactobacillus có vai trò
quan trọng nhất trong lên men lactic.
2.5. Hình thức lên men.
Dựa trên cơ chế là chuyển hóa đường thành acid lactic người ta chia các phản
ứng lên men lactic thành 2 kiểu đó là lên men lactic điển hình và len men lactic
không điển hình. Hai kiểu lên men này khác nhau ở chỗ: lên men lactic điển hình
chỉ tạo ra acid lactic còn lên men lactic không điển hình ngoài tạo ra acid lactic
còn tạo ra ethanol, acid acetic, glycerol và một số chất khác nhưng chỉ có lên men
lactic điển hình là có nghĩa về mặt ứng dụng trong sản xuất công nghiệp.
Nhóm vi khuẩn lactic rất đa dạng gồm nhiều giống rất khác nhau, tế bào của
chúng có thể là hình cầu, hình que, phân biệt chúng về khả năng lên men đồng
hình hay dị hình.
 Lên men đồng hình.
Quá trình lên men đồng hình dựa trên Sơ đồ EMP(embden mayerhorf

parmas ).




7
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”

- Giải thích quá trình: Hoạt hóa phân tử đường: ban đầu nhờ ATP các
enzym tham gia, glucoza biến đổi lần lượt thành dạng este mono và kế đó thành
dạng este diphosphat rất linh động và dễ biến đổi. Việc chuyển hóa dạng gluco-
piranoza thành fructofuranoza cũng làm tăng thêm tính linh động của nguyên liệu
hô hấp.
+ Giai đoạn 1:
Phân cắt đường 6C thành đường 2C3. Cấu trúc đối xứng của frutoza-1, 6-
điphotphat dễ bẻ gẫy giữa C3 và C4 thành DOAP và Al-3-PG. DOAP dễ dàng
biến đổi thành Al-3-PG để tiếp tục biến đổi và tránh việc mất ½ lượt glucoza tham
gia trong phản ứng.
+ Giai đoạn 2:
Oxy hóa Al-3-PG thành Al-2-PG chặng này sinh ra năng lượng giải phóng
trong phản ứng oxy hóa. H được tách ra và chuyển đến NAD về sau chuyển cho
enzym khác và cuối cùng cho oxy khí trời trong trường hợp hô hấp hiếu khí hoặc
được sử dụng để khử các nguyên liệu hữu cơ khác như acid piruvic, axetaldehyt
trong hình thức lên men.
+ Giai đoạn 3:
Chuyển hóa Al-2-PG thành acid piruvic. Chặng cuối diễn ra phản ứng tích
năng lượng thứ hai và biến một oxy acid thành một xeto acid có khả năng phản
ứng cao và có vị trí quan trọng trong quá trình trao đổi chất sau đó dưới tác dụng
của enzim lactahydrogenase và H+ thì 2 phân tử pyruvic sẽ chuyển hóa thành 2
phân tử acid lactic.

Phương trình cân bằng tổng quát của đường phân có thể tóm tắt như sau:
C
6
H
12
O
6
+ 2NAD + 2ADP + 2H
3
PO
4
→ 2C
3
H
4
O
3
+ 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H+
C
6
H
12
O
6
enzim 2CH
3
CH(OH)COOH +225Kcal
8
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
Quá trình này đạt hiệu xuất tạo thành acid lactic cao và đồng thời sinh ra

nhiều năng lượng cung cấp cho hoạt động sống của vi khuẩn mà không cần có ô
xy đây cũng được xem như là một quá trình lên men yếm khí. Có thể ứng dụng nó
trong sản xuất acid lactic trong công nghiệp.
 Quá trình lên men dị hình:
Là quá trình lên men mà không chứa các enzim thwo sơ đồ EMP có nghĩa
là glucose-6-photphat, 6-phtphatglucose, ribulo-5-photphat dưới tác dụng của
enzim petrozaphotphatxetolaza theo con đường petrophaophat hình thành lên acid
photpho glyxerinic và acetyphotphat lên men dị hình các sản có phẩm cuối cùng
khá đa dạng acid lactic, etanol, acid acetic, CO2.
Phương trình tổng quát :
C
6
H
12
O
6
=> CH
3
CHOHCOOH + CH
3
COOH + C
2
H
5
OH + COOH(CH
2
)
2
COOH + CO
2

Khả năng tổng hợp nhiều hợp chất cần cho sự sống của những vi khuẩn này
rất yếu. Do đó, chúng là những vi khuẩn kỵ khí tùy nghi, vi hiếu khí, là loại có
khả năng lên men hiếu khí cũng như kỵ khí.
3. Lên men lactic.
3.1. Cơ chế lên men lactic.
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành acid lactic nhờ vi sinh
vật, điển hình là vi khuẩn lactic. Lên men lactic là một trong những loại hình lên
men phát triển nhất trong thiên nhiên, có hai kiểu lên men lactic chính là lên men
đồng hình và lên men dị hình.
 Lên men lactic đồng hình (điển hình).
Trong trường hợp này acid pyruvic được tạo thành theo sơ đồ Embden-
Mayerhorf-Parnas (EMP). Sau đó acid pyruvic sẽ tạo thành acid lactic dưới tác
dụng của enzyme lactatdehydrogenase.
Lượng acid lactic tạo thành chiếm hơn 90%. Chỉ một lượng nhỏ pyruvat bị khử
cacbon để tạo thành acid axetic, etanol, CO
2
và axeton. Lượng sản phẩm phụ tạo
thành phụ thuộc vào sự có mặt của oxy.
9
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
 Lên men lactic dị hình (không điển hình).
Xảy ra trong trường hợp vi khuẩn lactic không có các enzyme cơ bản của sơ đồ
Embden – Mayerhorf – Parnas (aldolase và triozophotphatizomerase) vì vậy
xilulose 5-photphat sẽ được tạo thành theo con đường pento-photphat (PP).
Trong trường hợp này chỉ có 50% lượng đường tạo thành acid lactic, ngoài ra
còn có các sản phẩm phụ khác như: axic axetic, etanol, CO2. Các sản phẩm phụ
tương tác với nhau tạo thành ester có mùi thơm.
Phương trình tổng quát:
C
6

H
12
O
6
 CH
3
CHOHCOOH + CH
3
COOH + C
2
H
5
OH + COOH(CH
2
)
2
COOH + CO
2
Glucose acid lactic (40%) acid acetic etanol acid sucxinic
Lượng sản phẩm phụ tạo thành hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh vật,
vào môi trường dinh dưỡng và điều kiện ngoại cảnh, nói chung thì acid lactic
thường chiếm 40% lượng đường đã được phân hủy, acid sucxinic 20%, rượu etylic
chiếm 10%, acid axetic 10% và các loại khí gần 20%.
3.2. Vi khuẩn lên men lactic.
3.2.1. Đặc điểm.
Vi khuẩn lên men lactic thuộc họ Lactobacterium. Đây là những trực
khuẩn, cầu khuẩn không tạo bào tử và hầu hết không di động, hô hấp tuỳ tiện.
Chúng có khả năng lên men nhiều loại đường đơn và đường đôi nhưng không có
khả năng lên men các loại glucid phức tạp và tinh bột. Sự phát triển của nó cần có
sự có mặt của peptone, acid amin hay muối amôn. Chúng có yêu cầu đặc biệt về

chất dinh dưỡng là giàu vitamin, acid amin và khoáng chất. Quá trình lên men xảy
ra tốt nhất trong môi trường acid pH từ 5,5 ÷ 6, khi pH nhỏ hơn 5,5 quá trình lên
men bị dừng lại. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men từ 15 ÷ 50°C. Tuy
nhiên, mỗi loài có khoảng nhiệt độ thích hợp khác nhau, nếu nhiệt độ lớn hơn
80°C vi khuẩn lactic bị tiêu diệt hoàn toàn.
3.2.2. Phân loại.
Người ta dựa vào quá trình lên men chia vi khuẩn lactic thành hai loại: vi
khuẩn lactic lên men đồng hình và dị hình.
10
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
 Lên men đồng hình:
+ Lactobacterium casei: Đây là những trực khuẩn rất ngắn gây chua sữa tự nhiên.
Yếm khí tuỳ tiện, lên men tốt glucose, maltose, lactose tạo ra môi trường có từ 0,8
÷ 1% acid lactic. Ở điều kiện bình thường gây chua sữa trong vòng 10 đến 12 giờ.
Nguồn nitơ cho vi khuẩn này là peptone. Nhiệt độ tối thiểu cho chúng phát triển là
10°C, tối ưu là 35°C và tối đa là 45°C, chúng thuỷ phân cazein và gelatin rất yếu.
+ Streptococcus cremoris: thường tạo thành chuỗi dài, thường phát triển ở nhiệt độ
thấp hơn Lactobacterium casei, tối ưu từ 25°C ÷ 30°C, lên men glucose, galactose.
+ Lactobacterium bulgaricus: đây là trực khuẩn rất dài, nhiệt độ phát triển tối ưu là
20°C, có khả năng lên men glucose, lactose. Có khả năng tạo độ acid cao (3,7%
acid lactic).
+ Lactobacterium delbruckii: thường gặp trên hạt đại mạch, đây là trực khuẩn lớn.
Trong quá trình phát triển của mình chúng có khả năng tạo thành sợi. Nhiệt độ tối
ưu cho chúng phát triển từ 45 ÷ 50°C, khác với các loài khác chúng không có khả
năng lên men đường lactose vì vậy chúng không được dùng trong chế biến sữa.
+ Lactobacterium cueumeris fermenti: thường tìm thấy chúng trong sữa ủ chua. Là
trực khuẩn không chuyển động, thường tạo thành tế bào đơn và có khi tạo thành
chuỗi. Thường chúng tạo thành chuỗi trong quá trình lên men. Khả năng tạo acid
tối đa trong môi trường từ 0,9 ÷ 1,2%.
 Lên men dị hình:

+ Streptobacterium hassice fermentatae: thường thấy chúng trong các dịch lên men
chua rau cải. Chúng tồn tại từng tế bào riêng biệt hoặc ghép thành từng đôi, hoặc
chuỗi ngắn có khi ghép thành từng chuỗi dài hình sợi. Khi lên men rau cải chua
tạo thành acid lactic, acid axetic, rượu etylic và CO
2
. Lên men đường saccarose tốt
hơn lên men đường lactose.
+ Lactobacterium lycopersici: là trực khuẩn gram dương, sinh hơi, tế bào tạo
thành chuỗi hay đơn, có khi ghép thành đôi một. Khi lên men chúng tạo thành acid
11
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
lactic, rượu êtylic, acid axetic và CO
2
. Chúng có khả năng tạo bào tử, tế bào sinh
dưỡng thường chết ở nhiệt độ 80°C.
3.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng.
Các quá trình lên men dù khác nhau về cơ chế điều kiện nhưng đều bị ảnh hưởng
bởi các nhân tố:
 Nồng độ đường.
- Nồng độ đường để lên men xê dịch từ 5- 20%. nếu nồng độ đường ít hơn 5% thì
ko đủ dưỡng chất cho quá trình lên men, ngược lại nồng độ đường cao hơn 20%
thì nó ức chế quá trình lên men. Nếu nguyên liệu là mật rỉ hay rỉ đường cần phải
làm trong. Vì trong những nguyên liệu đó, đặc biệt là rỉ đường chứa những hợp
chất chứa ni tơ có hại cho sản xuất acid lactic.những hợp chất đó như acidamin khi
tương tác với đường sẽ tạo ra melanoidin, khi tương tác với acid lactic tạo ra chất
gần giống như acid humic. Tất cả những sản phẩm này sẽ làm cho thành phẩm có
màu nâu sẫm khó loại bỏ.
 Nhiệt độ.
Mỗi loài vi sinh vật đều có một yêu cầu nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển
của mình.

- Vi sinh vật ưa lạnh :
tmin = 0°C
tmax =20 – 30°C
top = 5 -10°C
- Vi sinh vật ưa ấm: tmin = 3°C
tmax =45 – 50 °C
top = 20 -35°C
- Vi sinh vật ưa nóng:
tmin = 30°C
tmax =80°C
top = 50 -60°C
12
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
Ví dụ: Vi khuẩn lactic nhiệt độ từ 30 ÷ 32°C, nhiệt độ không thích hợp enzyme
giảm đôi khi xảy ra hiện tượng lên men phụ.
+ Điều chỉnh nhiệt độ thích hợp sẽ:
* Rút ngắn thời gian lên men.
* Hạn chế sự nhiễm các vi sinh vật lạ khác.
* Sản phẩm thu được đạt kết quả như mong muốn.
 pH của môi trường.
pH của môi trường ảnh hưởng đến hoạt động phát triển của vi sinh vật, sự có
mặt của ion H+ sẽ tác động lên tế bào vi sinh vật theo nhiều cách:
+ Ảnh hưởng trực tiếp lên bề mặt tế bào làm thay đổi sự tích điện trên bề mặt của
màng từ đó dẫn đến hoạt động của các loại enzim bị giảm.
Ví dụ : pH<4 vi khuẩn lactic ngừng hoạt động.
+ Nồng độ ion H+ ảnh hưởng đến độ phân ly của các chất dinh dưỡng trong môi
trường.
+ Với vi khuẩn lactic thì các loại cầu khuẩn chịu pH kém hơn so với các trực
khuẩn.
Đối với các vi khuẩn lên men lactic đồng hình, pH môi trường không ảnh hưởng

đến các sản phẩm đặc trưng của quá trình lên men còn đối với các vi khuẩn lên
men lactic dị hình, ngược lại.
+ Khi pH môi trường cao thì sản phẩm tạo thành chủ yếu là acid lactic.
+ Khi pH môi trường thấp thì sản phẩm tạo thành ngoài acid còn có thêm acid
acetic, và nhiều sản phẩm khác.
Chính quá trình lên men lactic tiến hành thuận lợi trong môi trường acid, tuy nhiên
vi khuẩn lactic sẽ không chịu được nồng độ acid trong dịch lên men lớn. Do đó
lượng acid thừa không được trung hòa thì quá trình lên men sẽ dừng lại trước khi
toàn bộ đường chuyển thành acid lactic. Vì vậy, biện pháp kĩ thuật tương ứng
trong sản xuất là phải trung hòa acid thừa đến 6.3- 6.5. Thường người ta dùng vôi
tôi hoặc caxi cacbonat để trung hòa và cho vào trước hoặc cho vào từ từ trong suốt
13
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
quá trình lên men. Song cách trung hòa thứ hai tốt hơn vì giữ được phản ứng acid
của môi trường lên men làm cho các sinh vật ngoại không phát triển được.
 Oxy.
Nó quyết định chiều hướng lên men diễn ra theo kiểu yếm khí hay kỵ khí.
+ Theo nghiên cứu cho rằng vi khuẩn lactic phát triển tốt nhất trong môi trường có
nồng độ oxy thấp.
→ Yếu tố quan trọng nhất trong 4 nhân tố là pH vì nếu vi khuẩn lactic phát triển
ưu thế thì pH sẽ là 3 – 3,5, còn nếu không thì vi sinh vật khác sẽ phát triển (pH
4,5 – 5: vi khuẩn gây thối hoạt động, pH 5 – 5,5: vi khuẩn đường ruột phát triển,
pH 2.5 – 3: nấm men dại hoạt động, pH 1,2 – 3: nấm mốc phát triển).
4. Công nghệ sản xuất acid lactic.
4.1. Phương pháp truyền thống.
Theo phương pháp này, công nghệ sản xuất phải qua 3 giai đoạn chính:
 Chuẩn bị môi trường lên men:
Người ta thường sử dụng nguồn mật rỉ vì rẻ và dễ kiếm. Trước tiên mật rỉ cần
được xử lí để tẩy màu và tách các chất keo có trong mật rỉ. Để xử lí màu, người ta
thường dùng than hoạt tính. Trước tiên mật rỉ cần phải được pha loãng theo tỉ lệ

1:3, sau đó cho chảy qua cột than hoạt tính. Than hoạt tính sẽ hấp phụ các chất
màu.
Sau đó làm loãng mật rỉ đến nồng độ chất khô 15% và dùng H
2
SO
4
5% theo
khối lượng dịch để acid hóa môi trường. H
2
SO
4
có ý nghĩa rất quan trọng trong
quá trình xử lí mật rỉ: H
2
SO
4
như một chất chuyển hóa đường saccharose thành
đường nghịch đảo giúp quá trình lên men sau này tốt hơn. Trong giai đoạn này
người ta đun dung dịch 90-95°C trong 6 giờ.
Tiếp tục pha loãng dung dịch xuống còn 5-10% đường và điều chỉnh pH ngược
lại đến 6.3-6.5. Làm nguội dung dịch đường xuống 50°C và bơm chúng vào thùng
lên men để tiến hành quá trình lên men.
 Giai đoạn lên men.
14
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
Vi khuẩn lactic được nuôi cấy riêng ở phân xưởng giống, khi lượng giống đảm
bảo về số lượng tế bào (khoảng 106 tế bào/ml) người ta chuyển giống vào thùng
lên men với tỉ lệ giống là 2,5-3%. Trong quá tình lên men, người ta sư dụng vôi
mịn để trung hòa lượng acid tạo thành nhằm tránh hiện tượng acid hóa dung dịch
lên men và tạo ra lactate canxi. Số lượng CaCO

3
cho vào tùy thuộc vào lượng acid
lactic tạo thành. Duy trì pH trong dung dịch lên men ở mức 5-6.
Trong quá trình lên men,người ta tiến hành khuấy trộn liên tục môi trường.
 Giai đoạn tạo lactate canxi và thu nhận acid lactic.
Sau khi lên men xong, dung dịch lên men được đun nóng đến 80-90°C. Người
ta dùng CaCO
3
để điều chỉnh dịch đến pH 10-11 để yên từ 3-5 giờ. Sau đó loại bỏ
chất lắng, lọc dịch bằng máy lọc khung bản.
Sau khi lọc xong, toàn bộ dịch lên men được chuyển sang thiết bị kết tủa
lactate canxi. Quá trình tạo kết tủa lactate canxi phải mất 10-16 giờ. Kết thúc quá
trình,người ta đem lọc bằng máy lọc khung bản.
Để riêng kết tủa và dịch lọc. dịch lọc được đem đi cô đặc lại và tiến hành tủa
lại 1 lần nữa để thu hồi toàn bộ lượng acid lactic có trong dịch lên men. Phần kết
tủa này được trộn chung với phần trước và đem sang thiết bị thu nhận acid lactic.
Để thu nhận acid lactic người ta cho H
2
SO
4
vào phần tủa. phản ứng sẽ xảy ra và
tạo thành CaSO
4
kết tủa và dung dịch chứa acid lactic (C
3
H
6
O
3
).

Dung dịch acid lactic được đem đi khử màu bằng than hoạt tính và đem cô đặc
chân không để thu nhân acid lactic tinh khiết.
4.2. Phương pháp sản xuất hiện đại.
 Phương pháp thẩm tích điện và trao đổi ion.
Phương pháp này thì khác với phương pháp truyền thống ở 2 nội dung:
- Thay đổi giống và môi trường lên men.
- Thay đổi phương pháp thu nhận acid lactic.
 Giống và môi trường lên men:
Giống dùng trong quá trình lên men là Lactobacillus acidophilus. Lượng giống
cho vào để lên men là 5% so với dung dịch lên men.
15
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
Dung dịch chứa 40-100 đường trong 1000ml.
1% dầu bắp thô.
1-45 nước chiết bắp.
Người ta bổ sung khá nhiều khoáng vi lượng vào môi trường lên men.
Nhiệt độ lên men 40-50°C.
Điều chỉnh pH rong suốt quá trình lên men là 4,8 - 5,7 bằng NaOH.
 Phương pháp thu nhận acid lactic
Sau khi lên men người ta dùng CaCO
3
đưa pH dung dịch lên men đến 6.5 và thực
hiện các điều kiện cho việc tạo thành lactic canxi như phương pháp truyền thống.
Toàn bộ dung dịch,cả phần lactate và sinh khối được đưa vào thiết bị hâm
tích điện (eletro dialysis) để thu nhận lactate canxi ở dạng lỏng và sinh khối vi
sinh vật. Sinh khối vi sinh vật có khả năng lên men sẽ được chuyển ngược lại để
lên men mẻ kế tiếp. Lactate canxi được cô đặc chân không và chuyển sang mmays
thâm tích điện trích ly (water spiltting eletrodialysis) để thu nhận acid lactic. Dung
dịch acid lactic sẽ được đưa qua cột trao đổi ion để tách các ion Ca+ và các cation
khác. Acis lactic sau khi thu được sẽ có độ tinh khiết 99%.

Phương pháp thu nhận acid lactic
Phương pháp thu nhận acid lactic ở pH>pKa
Đầu tiên người ta cho dung dịch lên men tiếp xúc với chất hấp thụ alamin
336 (tricaprylylamin hòa tan trong methyl iso butylketone).
Tiếp đến,chất hấp phụ sẽ tiếp xúc với ammoniac và trialkylamin phân tử thấp là
trimethylamin (TMA). TMA sẽ được tạo thành trimethylamonium (TMAm), sau
đó TMA và hơi nước sẽ được tái sử dụng, còn acid lactic sẽ được thu nhận.
 Phương pháp tách pha
Acid lactic được chuyển thành lactate canxi ở dung dịch lên men. Dung dịch này
được chuyển qua thiết bị lọc. Phần sinh khối được tái sử dụng.
Phần lactate hòa tan được cô đặc đến khoảng 40-70% khối lượng ban đầu. (Người
ta điều chỉnh pH bằng Na
2
CO
3
đến pH 6,0-6,5 để tạo ra lactate natri).
16
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
Lactate natri được đưa vào thiết bị chứa trialkylamin và khí CO
2
ở áp suất
75pSi. Lúc này dung dịch sẽ tạo thành hai pha:
+ Pha hữu cơ gồm chất hấp phụ acid lactic.
+ Pha hòa tan gồm muối carbonate và acid carbonic.
Người ta thu hồi acid lactic từ pha hữu cơ bằng phương pháp chưng cất chân
không với áp suất 2-10 mmHg, ở nhiệt độ 80-240°C.
5. Ứng dụng tạo ra các sản phẩm và sự hư hỏng.
5.1. Ứng dụng.
 Sản xuất acid lactic
Nguyên liệu dùng để sản xuất acid lactic là: rỉ mật, đường, tinh bột đã được

đường hoá. Nồng độ đường sử dụng cho quá trình lên men lactic từ 8 đến 20%.
Nếu nguyên liệu là rỉ mật phải làm trong để loại bỏ các hợp chất chứa nitơ.
Quá trình lên men lactic xảy ra rất tốt trong môi trường acid, tuy nhiên vi
khuẩn lactic không có khả năng chịu được nồng độ acid quá cao. Khi nồng độ acid
quá cao sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn, vì vậy cần phải điều chỉnh
độ pH của môi trường từ 6,3 ÷ 6,5. Trong thực tế sản xuất người ta thường xuyên
bổ sung vôi tôi hoặc cacbonat canxi để giữ pH của môi trường không thay đổi.
Acid lactic thu được sẽ ở dạng muối canxilactat.
Nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men lactic là 50°C, trong quá trình lên men lactic
có nhiều vi khuẩn tham gia vì vậy sản phẩm thu được ngoài acid lactic còn có CO
2
và một số sản phẩm phụ khác.
Người ta sản xuất acid lactic theo cách lên men đồng hình sau đó tinh chế
thành acid lactic tinh khiết để ứng dụng vào trong ngành công nghệ thực phẩm,
thay thế acid citric trong sản xuất bánh kẹo, đồ hộp…
Trong công nghiệp nhẹ, acid lactic là dung môi cho công nghiệp sản xuất sơn,
vecni, nhuộm và thuộc da.
Trong công nghiệp rượu, acid lactic được dùng dưới dạng muối của canxi.
 Chế biến các sản phẩm sữa.
17
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
Trong sữa chứa đường, cazein và các loại muối khoáng khác nên là môi trường
thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Trong sữa bình thường chứa khá nhiều vi sinh
vật (khoảng 300 đến 400tb/1ml), vi sinh vật xâm nhập vào sữa bằng nhiều con
đường khác nhau. Để sản xuất các sản phẩm sữa khác nhau người ta dùng các
giống vi khuẩn lactic khác nhau. Ứng dụng vi sinh vật vào trong chế biến sữa
được biết từ rất lâu.
- Sản xuất sữa chua: nguyên tắc làm sữa chua là do sự phát triển của vi khuẩn
lactic làm pH giảm mạnh, cazein trong sữa bị đông tụ. Sữa từ dạng lỏng chuyển
sang dạng keo sệt và có mùi vị thơm ngon. Quá trình làm sữa chua người ta phải

sử dụng hai chủng vi khuẩn lactic đồng hình và dị hình. Vi khuẩn lactic đồng hình
lên men nhanh làm giảm pH, vi khuẩn lactic dị hình lên men chậm và tạo thành
mùi thơm đặc trưng của sữa chua.
- Sản xuất phomat: để sản xuất phomat người ta dùng enzyme đông kết thu cazein
trong sữa, sau đó tiếp tục cho lên men với nồng độ muối loãng. Tuỳ loại phomat
mà trong quá trình ủ chín người ta sử dụng các loài vi sinh vật khác nhau. Các loại
vi sinh vật thường được sử dụng để làm chín phomat là: vi khuẩn propionic, nấm
mốc…
 Muối chua rau quả
Muối chua rau quả nhằm hai mục đích cơ bản sau đây: bảo quản nguyên liệu
và làm tăng giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan của rau quả. Nguyên tắc để muối
chua rau quả là tạo điều kiện để phát triển vi khuẩn lactic đồng thời hạn chế tác
dụng của vi khuẩn gây thối rữa.
Hiện nay có rất nhiều sản phẩm rau quả muối chua được sử dụng rộng rãi ở
Việt Nam cũng như trên thế giới.
Quá trình muối chua rau quả được tiến hành như sau:
- Lựa chọn rau quả
- Xử lý sơ bộ
- Phơi nắng
- Cho thêm đường, muối, nước
18
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
- Lên men
- Muối chua.
Thông thường muối chua rau quả người ta sử dụng 3% lượng muối so với
rau quả. Nếu nồng độ muối thấp thì rau quả dễ bị thối. Nếu nồng độ muối quá cao
thì quá trình lên men chậm, sự tạo thành acid lactic giảm.
Tác dụng của một số quá trình cơ bản trong muối chua rau quả.
- Quá trình phơi nắng: làm giảm lượng nước có trong nguyên liệu.
- Cho thêm muối, đường: tạo áp suất thẩm thấu, làm nguyên liệu dễ nén chặt,

không bị nát và trở nên giòn. Làm tăng nhanh quá trình lên men.
Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men là 26 ÷ 35°C. Tuy nhiên, ở nhiệt độ này
vi khuẩn butyric có thể phát triển mạnh nên trên thực tế người ta khống chế ở nhiệt
độ trong khoảng 20 ÷ 25°C. Thông thường vi khuẩn lactic chịu được nhiệt độ thấp
hơn so với vi khuẩn khác, vì vậy trong muối chua cần tăng nhanh độ acid để loại
trừ khả năng nhiễm của một số loài vi sinh vật khác.
 Ủ chua thức ăn gia súc
Từ lâu người ta đã biết sử dụng quá trình lên men lactic để ủ chua thức ăn gia
súc. Phương pháp ủ chua thức ăn gia súc đặc biệt cần thiết đối với các trại chăn
nuôi gia súc.
Nguyên liệu dùng làm thức ăn cho gia súc nếu đem phơi khô sẽ làm giảm 50%
giá trị của chúng. Nhưng nếu ta đem ủ chua thì chỉ giảm khoảng 10% giá trị. Đặc
biệt bằng phương pháp ủ chua sẽ tăng nhiều chỉ số dinh dưỡng khác của thức ăn.
Một trong những phương pháp phổ biến là ủ chua thức ăn thủ công. Các loại
thức ăn gia súc là thực vật được băm nhỏ rồi cho vào vật chứa, cho thêm một ít
nước vo gạo. Sau đó ủ kín 1 đến 2 ngày và cho gia súc ăn.
Quá trình ủ chua thức ăn gia súc thường qua 3 giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: là giai đoạn phát triển hỗn hợp nhiều loài vi sinh vật khác nhau có
trong thành phần của nguyên liệu, từ nước hoặc từ không khí.
Giai đoạn 2: quá trình lên men lactic đồng hình xảy ra mạnh. Các loài vi khuẩn
lactic chỉ phát triển trong điều kiện yếm khí, nếu có oxy vi khuẩn gây thối phát
19
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
triển sẽ tạo thành mùi khó chịu và ảnh hưởng đến thức ăn ủ chua. Chất lượng khối
ủ phụ thuộc rất nhiều vào sự phát triển của vi khuẩn lactic.
Giai đoạn 3: khi ủ tới thời kỳ chín thì chính vi khuẩn lactic cũng bị tiêu diệt do
lượng acid lactic tạo thành nhiều trong môi trường. Trong giai đoạn này nếu khối
ủ không sạch mà bị lẫn đất cát, vi khuẩn butyric sẽ phát triển, gây cho khối ủ có vị
đắng và mùi khó chịu.
Nhiệt độ thích hợp cho khối ủ là 25 ÷ 30°C. Hiện nay trong quá trình ủ chua người

ta còn còn cho thêm muối với nồng độ từ 0,1 ÷ 0,5% so với nguyên liệu. Cho thêm
muối để làm tăng khả năng trích ly các chất và tăng cường khả năng trao đổi chất
của vi sinh vật.
 Sản xuất tương.
Trong sản xuất tương quá trình lên men lactic tạo pH thích hợp cho sản phẩm và
tăng hương vị cho sản phẩm.
 Một số ứng dụng khác của vi khuẩn lactic.
- Ứng dụng trong y học
- Ứng dụng trong ngành công nghệ vật liệu
- Ứng dụng trong ngành mỹ phẩm
5.2. Hư hỏng.
Ngoài những mặt có lợi được ứng dụng và phát huy, vi khuẩn lactic còn gây ra
những tác dụng có hại. Gây ra hiện tượng vẫn đục và bị chua trong công nghệ sản
xuất bia, nước ngọt, rượu vang, làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng của sản phẩm.
Do đó chúng ta cần phải có biện pháp phòng và chống lại những ảnh hưởng xấu
đó.
20
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
 Hiện tượng đóng váng trên bề mặt nước rau quả lên men:
- Nguyên nhân:
Do hoạt động của một số nấm men, nấm mốc.
Các vi sinh vật gây váng là các chủng Debaromyces, Mycoderma, Pichia thường
chịu nồng độ muối cao.
- Cơ chế:
Chúng phân hủy acid lactic bằng cách oxi hóa acid này , làm giảm độ acid đến
mức không còn ức chế nổi các vi sinh vật gây hỏng sản phẩm.
- Biện pháp khắc phục:
Phủ lên bề mặt sản phẩm một lớp dầu thực vật trung tính, dày khoảng 3mm
Sử dụng tia từ ngoại để chống váng nhưng giá thành sẽ khá cao
 Hiện tượng sản phẩm bị sẫm màu:

- Nguyên nhân:
Phần rau quả không ngập nước dần thâm đen do bị oxi hòa với không khí.
Màu thâm đen của nước rau quả lên men còn do các sắc tốhòa tan tạo ra bởi
Bacillus nifrificans
+ Do tạo thành sắt sunfua.
+ Do tác dụng giữa tannin trong gỗ đóng thùng với sắt có trongmuối ăn hoặc trong
nước.
21
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
+ Ngoài ra cải còn ngã màu hồng do nấm men sinh sắc tố đỏ Rhodotorula glutinis
- Biện pháp khắc phục:
Tạo điều kiện kỵ khí trong quá trình lên men bằng cách cho ngập nước rau quả,
đè nén khối rau quả, đậy kín để yếm khí.
 Hiện tượng sản phẩm bị nhớt:
- Nguyên nhân:
Do các vi khuẩn có vỏ nang phát triển.
Nước lên men rau quả có hàm lượng muối và hàm lượng acid quá thấp, nhiệt độ
lên men cao tạo điều kiện cho vi khuẩn sinh nhầy phát triển như Pedi°C°Ccus
acidilactici.
- Biện pháp khắc phục:
Loại bỏ nước đang lên men và thay bằng nước muối.
Chắt nước đang lên men ra, đem đun sôi, để nguội rồi lại đổvào sản phẩm.
 Hiện tượng sản phẩm bị mềm nhũn:
- Nguyên nhân:
Do muối rau quả trong thùng quá lớn, các lớp rau quả ở phía dưới thùng chịu một
áp suất lớn nên bị mềm hoặc bị biến dạng.
Trong điều kiện nồng độ muối thấp hoạt động của các enzyme phân giải pectin do
vi sinh vật tạo ra đã chuyển hóa protopectin thành pectin hòa tan.
- Biện pháp khắc phục:
22

BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
Loại bỏ nước đang lên men và thay bằng nước muối.
Nồng độ nước muối không nên thấp hơn 8%, đủ để ức chế sự phát triển của
Bacillus vulgatus là vi sinh vật chủ yếu gây ra hiện tượng rau quả bị mềm.
Chắt nước đang lên men ra, đem đun sôi, để nguội rồi lại đổvào sản phẩm.
Không nên nén quá chặt nguyên liệu trong thùng lên men.
 Hiện tượng sản phẩm có hương vị lạ khó chịu:
- Nguyên nhân:
Các nấm mốc, nấm men Mycoderma, Debaromyces, Hanzeuula Pichia và một số
vi sinh vật khác hoạt động ,làm giảm độ acid của sản phẩm, ảnh hưởng xấu đến
hương vị sản phẩm và có thể làm cho sản phẩm có hương vị lạ.
Hiện tượng này xảy ra khi điều kiện lên men thực hiện không tốt.
23
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
TÀI LIỆU THAM KHẢO
 Hóa sinh công nghiệp_Lê Ngọc Tú (chủ biên) –Nhà xuất bản Khoa học kỹ
thuật Hà Nội.
 Vi sinh thực phẩm _dhcntphcm

/> />

/>
men-do-vi-sinh-vat.66922.html

%E1%BB%A7a-qua-trinh-len-men-lactic
 http://congnghesinhh°C24h.com/tai-lieu/khao-sat-qua-trinh-len-men-acid-
lactic-lactobacillus-delbrueckii-327.html
24
BÁO CÁO TIỂU LUẬN: “LÊN MEN LACTIC”
Mục lục

1.Giới thiệu về acid lactic 2
1.1.Khái niệm 2
1.2.Lịch sử phát triển 2
1.3.Công thức hóa học 2
1.4.Phân loại 3
1.5.Tính chất của acid lactic 3
1.6.Nguồn gốc hình thành 4
2.Vi khuẩn lactic. 5
2.1.Khái niệm 5
2.2.Đặc điểm 5
2.3.Phân loại 6
2.4.Nhu cầu dinh dưỡng 6
2.5.Hình thức lên men 7
3.Lên men lactic 9
3.1. Cơ chế lên men lactic 9
3.2. Vi khuẩn lên men lactic 10
3.2.1.Đặc điểm 10
3.2.2.Phân loại 10
3.2.3.Các yếu tố ảnh hưởng 12
4.Công nghệ sản xuất acid lactic 14
4.1.Phương pháp truyền thống 14
4.2.Phương pháp sản xuất hiện đại 15
5.Ứng dụng tạo ra các sản phẩm và sự hư hỏng 17
5.1.Ứng dụng 17
5.2.Hư hỏng 20
TÀI LIỆU THAM KHẢO 24
25