tiểu luận vi sinh vật học thực phẩm lên men acetic

Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

24

T
T
à
à
i
i


l
l
i
i
ệ
ệ
u
u


t
t
h
h
a
a
m
m

k
k
h
h
ả
ả
o
o




1)
2) />toan.887070.html
3)
4)
5)
6)
7)
8) Lương Đức Phẩm, Giáo trình công nghệ lên men, NXB giáo dục,
2010

Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

23

trường P, Mn, Fe, Zn. pH môi trường 1.2 – 2. Trong phương pháp này nấm mốc tạo sợi
nằm trong toàn bộ môi trường lỏng.
 Thiết bị lên men hoàn toàn kín, có sục khí, 2 cánh khuấy. Tuy nhiên, khi nấm

mốc phát triển nhiều, hệ sợi sẽ làm tăng trở lực của cánh khuấy hạn chế O
2
hòa tan và có
thể làm đình chỉ quá trình.
 Phương pháp này cho phép tăng công suất nhiều máy do tiết kiệm được mặt
bằng, hạ thấp mát mát do nhiễm trùng, có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa.
- Gồm 2 cách: phương pháp chìm thay thế, phương pháp chìm không thay thế.
Phương pháp chìm thay thế: nuôi nấm mốc trong lòng môi trường. Khi nấm mốc
tạo thành khối, ta bỏ bánh mốc ra khỏi dịch và chuyển sang dịch mới.
Phương pháp chìm không thay thế: là phương pháp chỉ cần dùng một loại môi
trường. Thông thường sử dụng mật rỉ pha loãng với nồng độ 25%.














Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

22

mềm nước bằng cách tách ion kim loại ra khỏi phức Citrat.

- Acid citric được dùng trong công nghệ sinh học và công nghiệp dược phẩm để làm
sạch ống dẫn thay vì phải dùng acid nitric.
- Ở Anh, acid citric được dùng làm chất đệm để cho heroin nâu dễ hòa tan hơn. Một túi
acid citric loại nhỏ được dùng để ép người nghiện thay kim tiêm bẩn bằng một cái sạch
hơn nhằm hạn chế sự lây nhiễm của AIDS và bệnh viêm gan. Các axít khác dùng để hòa
tan heroin nâu là ascobbic, axetic và axít lactic, trong trường hợp thiếu thuốc con nghiện
sẽ tiêm nước chanh vắt hay dấm.
- Acid citric là một trong những hóa chất cần thiết cho quá trình tổng hợp Hexametylen
triperoxit diamin (HMDT) là một chất dễ phát nổ giống Axeton peroxit, nhạy với nhiệt và
ma sát. Ở một số nước nếu bạn mua một số lượng lớn acid citric bạn sẽ bị liệt kê vào sổ
đen của các âm mưu khủng bố.
- Acid citric cũng được cho vào thành phần của kem để giữ các giọt chất béo tách biệt.
Ngoài ra nó cũng được thêm vào nước ép chanh tươi.
1. Phương pháp bề mặt
- Acid citric được sản xuất bằng lên men bề mặt một số loại nấm trên môi trường có pH
thấp, trong đó hằng số biến đổi đường thành acid có thể đạt tới 60%, nếu hạn chế được sự
tạo sinh khối nấm sợi (bằng pH muối khoáng).
 Lên men bề mặt là phương pháp thủ công, nấm mốc phát triển trên bề mặt thành này.
 Thiết bị là những khay, chậu mỏng, nông. Bào tử nấm mốc được đưa vào dung dịch
tan, sau 2 ngày màng mốc sẽ phát triển phủ đây trên mặt dung dịch.
 Sau đó rút dung dịch tan ra, thay vào bằng dung dịch lên men chỉ có glucide, không
có muối khoáng vô cơ hay ít, giữ nhiệt độ 32
0
C trong khoảng 4 ngày thì lên men xong.
2. Phương pháp chìm
- Hiện nay, 80% tổng sản lượng acid citric trên toàn cầu được sản xuất bằng phương
pháp này.
 Lên men chìm bề sâu liên tục hay theo chu kỳ, quá trình lên men khá phức tạp
trong đó có sự lên men của nấm mốc có sự kiểm soát bằng thay đổi các thành phần môi
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

21

3. Phương pháp lên men chìm: chiếm ưu thế so với 2 phương pháp trên.
- Đặc điểm của phương pháp: toàn bộ khối vi khuẩn được hoà vào dung dịch lên men.Vi
khuẩn luôn tiếp xúc với oxi không khí thông qua việc cấp khí.
- Về mặt tiếp xúc giữa 3 pha được tận dụng đáng kể nên vi khuẩn phát triển rất nhanh và
cường độ lên men cao, sau 24h đạt 4 - 6% acid acetic. Hiệu suất 90 - 95%.
- Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp là đòi hỏi phải cung cấp khí thường xuyên,
liên tục.
- Khi nồng độ acid là 6%, ngừng khuấy và thông khí thì quá trình lên men bị kìm hãm
hoàn toàn. Lên men kiểu này có khả năng tự động hoá cao. Thiết bị lên men chìm nổi
tiếng nhất là của Đức. Đó là thiết bị kín, có cánh khuấy, hệ thống ruột gà để ổn định nhiệt.
Bên ngoài có mạng vi tính để đo tất cả các tần số.
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).

II. Ứng dụng sản xuất acid citric
- Với vai trò là một chất phụ gia thực phẩm, acid citric được dùng làm gia vị, chất bảo
quản thực phẩm và đồ uống, đặc biệt là nước giải khát, nó mang mã số E330 (5). Muối
Citrat của nhiều kim loại được dùng để vận chuyển các khoáng chất trong các thành phần
của chất ăn kiêng vào cơ thể. Tính chất đệm của các phức Citrat được dùng để hiệu chỉnh
độ pH của chất tẩy rửa và dược phẩm.
- Acid citric có khả năng tạo phức với nhiều kim loại có tác dụng tích cực trong xà
phòng và chất tẩy rửa. Bằng cách phức hóa các kim loại trong nước cứng, các phức này
cho phép các chất tẩy rửa tạo nhiều bọt hơn và tẩy sạch hơn mà không cần làm mềm nước

trước. Bên cạnh đó acid citric còn dùng để sản xuất các chất trao đổi ion dùng để làm
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

20

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.
- 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 vào 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 acid acetic.
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

19

I. Ứng dụng sản xuất giấm
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.
- Nguyên liệu dùng để sản xuất acid 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 lít 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 25-32
o
C. 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 lượng axit 3-5%. Muốn để lâu phải đem thanh trùng
Pasteur.
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 vật
giống dễ thích nghi trong quá trình lên men. Sau đó, dùng nước vô trùng rửa qua và nạp
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

18

 Nhu cầu oxygen tăng liên tục khi mật độ tế bào tăng. Vì thế phải duy trì cung cấp
oxygen liên tục trong quá trình lên men hiếu khí.
d) Yếu tố pH
- Trong quá trình lên men, pH thay đổi do sự vận chuyển các chất qua màng tế bào, từ
đó làm thay đổi nồng độ ion H
+

trong canh trường (môi trường chỉ chiếm một phần thể
tích trong bình lên men) và một số vi sinh vật sinh tổng hợp acid hữu cơ rồi tiết ra bên
ngoài tế bào. Khi đó, một số phân tử protein hoà tan trong canh trường có thể bị đông tụ.
- Ngoài ra, giá trị pH sẽ ảnh hưởng đến hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật. Trong quá
trình lên men, pH canh trường luôn thay đổi. Tuỳ theo dạng sản phẩm lên men cần thu
nhận mà các nhà sản xuất sẽ hiệu chỉnh hoặc không hiệu chỉnh pH theo thời gian lên men.
Nếu giá trị pH cao sẽ làm tổn thất trong quá trình lên men tăng nhanh.
e) Thời gian lên men
- Phụ thuộc vào giống vi sinh vật, dạng sản phẩm cần thu nhận và nhiều yếu tố khác. Khi
thu nhận các sản phẩm trao đổi chất như acid amin, acid hữu cơ, dung môi hữu cơ,
enzyme….thời gian lên men thường kéo dài từ 1 đến 3 ngày. Ngược lại, đối với nhóm
thực phẩm lên men, thời gian lên men và tàng trữ có thể kéo dài hàng tuần, hàng tháng và
thậm chí hàng năm. Các nhà sản xuất sẽ định thời gian lên men và tàng trữ bằng thực
nghiệm.









Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

17

- Thông thường, quá trình lên men ở nhiệt độ thấp sẽ kéo dài. Ngược lại, lên men ở nhiệt
độ quá cao sẽ làm giảm bất thuận nghịch hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật. Nếu
chúng ta lên men thực phẩm ở nhiệt độ cao thì sự tổn thất các cấu tử hương trong sản

phẩm sẽ gia tăng. Trong công nghệ lên men thực phẩm, nhiệt độ tối ưu của quá trình lên
men có thể không trùng với nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng của vi sinh vật. Ví dụ như
trong sản xuất bia, khi sử dụng nấm men chìm thì nhiệt độ thích hợp của quá trình lên
men chính và lên men phụ lần lược là 6-14
o
C và 0-2
o
C. Còn nhiệt độ tối ưu của nấm men
chìm là 28-30
o
C. Lên men bia ở nhiệt độ thấp nhằm mục đích bão hoà CO
2
cho bia và cải
thiện các giá trị cảm quan của sản phẩm như độ trong, mùi và vị.
c) Sự cung cấp oxy
- Nhu cầu trao đổi oxygen của một sinh vật phụ thuộc vào đặc điểm của tế bào và điều
kiện môi trường nuôi. Nhu cầu oxygen của hầu hết tế bào được thỏa mãn nếu nồng độ
oxygen khoảng 1mg/l. Nếu mức oxygen thấp hơn thì sự lên men yếm khí xảy ra và kết
quả là tốc độ tăng trưởng cũng giảm.
- Sự phát triển nhanh của các tế bào vi sinh vật đòi hỏi một lượng lớn oxygen ở dạng hòa
tan để có thể tiếp xúc trực tiếp với màng tế bào.
- Việc cung cấp oxy cho quá trình lên men hiếu khí là bắt buộc vì nó ảnh hưởng quyết
định đến năng suất và chất lượng sản phẩm cần thu nhận. Đối với môi trường rắn, người
ta thổi không khí vô trùng đi qua lớp canh trường trong thiết bị nuôi cấy. Còn đối với môi
trường lỏng, người ta sục không khí vào canh trường, kết hợp với sự khuấy trộn.
- Trong trường hợp lên men kị khí bắt buộc, sự có mặt của oxy có thể gây độc và ức chế
vi sinh vật giống. Đối với môi trường lỏng, người ta có thể thổi khí trơ (ví dụ như khí N
2
)
vào khoảng không gian được giới hạn giữa bề mặt trên của môi trường và đáy nắp của

thiết bị lên men hoặc sục khí trơ vào trong canh trường trong suốt thời gian lên men.
- Những khó khăn khi cung cấp oxy:
 Oxygen rất khó hòa tan trong môi trường lỏng và độ hòa tan của nó giảm khi nhiệt
độ tăng và khi nồng độ các chất trong nước gia tăng.
 Sự tăng trưởng của vi sinh vật dạng sợi như nấm sợi hay xạ khuẩn làm dịch nuôi
rất nhớt và oxygen hòa tan trong chất lỏng cũng khó tiếp xúc với tế bào.
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

16

còn quét lớp keo bảo vệ.
d) Vitamin và chất kích thích sinh trưởng
- Ở quy mô công nghiệp, cũng như các nguyên tố khoáng, người ta thường bổ sung
vitamin, các chất kích thích sinh trưởng thông qua việc bổ sung các nguyên liệu lên men.
Các nguyên liệu giàu vitamin và chất kích thích sinh trưởng như: cao ngô, rỉ đường, dầu
thực vật và các cơ chất khác, không cần thiết phải cho vitamin nguyên chất vào nồi lên
men.
e) Nước
- Nước là thành phần chính của tế bào và thể hiện nhiều vai trò khác nhau. Chất lượng
nước rất quan trọng trong sản xuất các sản phẩm từ vi sinh vật. Trong sản xuất vaccine,
nguồn nước phải qua nhiều công đoạn làm tinh sạch, chưng cất rồi mới được sử dụng để
nuôi các chủng vi sinh vật.
- Lên men trong môi trường nước có ưu điểm là độ đồng nhất cao, dễ dàng theo dõi pH
và nhiệt độ, nhược điểm là khi chiết suất sản phẩm thì tỉ lệ nước cao gây tốn kém năng
lượng và thời gian.
3. Điều kiện lên men
a) Lượng giống cấy
- Nếu lượng giống cấy quá ít thì điều kiện lên men sẽ kéo dài. Ngoài ra, trong giai đoạn
đầu của quá trình lên men, các vi sinh vật nhiễm trong môi trường dễ phát triển và có thể
làm ảnh hưởng xấu đến năng suất và chất lượng sản phẩm. Ngược lại, nếu lượng giống

cấy quá nhiều thì sẽ làm tăng chi phí cho quá trình nhân giống. Trong công nghệ lên men
thực phẩm, lượng giống cấy quá nhiều sẽ làm thay đổi tỉ lệ sản phẩm phụ tạo thành trong
canh trường lên men, từ đó giá trị cảm quan của thực phẩm lên men sẽ bị thay đổi. Các
nhà sản xuất cần xác định lượng giống cấy thích hợp bằng phương pháp thực nghiệm.
b) Nhiệt độ
- Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật và chất
lượng của thực phẩm lên men. Các nhà sản xuất cần chọn nhiệt độ lên men thích hợp để
tăng năng suất và chất lượng sản phẩm cao nhất, đồng thời tiết kiệm được chi phí sản xuất
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

15

- Có thể thu nhận nấm men bằng nhiều phương pháp khác nhau: bằng tác động của
enzyme; phương pháp thủy phân ở 45 – 50
o
C, pH = 6.2; phương pháp tiêu nguyên sinh
chất bằng dung dịch NaCl ở nồng độ cao Thành phần hóa học của các dịch thủy phân
nấm men phụ thuộc vào nguyên liệu và quy trình sản xuất.
 Bột đậu nành
- Bột đậu nành sau khi tách lấy dầu là một nguyên liệu lý tưởng dùng trong công nghệ vi
sinh. Loại bột này chứa tới 40- 50% protein, 30% carbohydrate, hàm lượng dầu còn lại
1%, lecithin 1.8%.
 Cao ngô
- Có dạng láng màu nâu thộm được tạo nên từ nước chiết ngâm ngô thông qua quá trình
cô đặc. Thành phần của cao ngô: chất khô chiếm 40 - 50% (trong đó chứa: 3 -5% N, 1-3%
đạm amine).
- Trong cao ngô còn chứa một ít protein, một số amino acid tự do và các peptid có phân
tử lượng thấp.
c) Các nguyên tố khoáng
- Trong công nghệ lên men, người ta nhận thấy vai trò của dinh dưỡng khoáng rất lớn,

nó ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của quá trình lên men. Trong số dinh dưỡng khoáng,
người ta đặc biệt chú ý đến vai trò của phospho (P).
- Khi lên men công nghiệp, người ta thường bổ sung P dưới dạng bột đậu, bột bắp, bã
rượu, hay ở dạng phosphate vô cơ. Với các chất khoáng khác như: Mg, Na, Fe vi sinh
vật sẽ nhận từ môi trường dinh dưỡng ở dạng muối vô cơ hoặc có khi ngay cả trong nước
pha môi trường dinh dưỡng. Vì vậy khi pha môi trường người ta thường dùng nước máy
mà không dùng nước cất. Các nguyên tố vi lượng như: Mn, Mo, Co…thường có mặt
trong các nguyên liệu tự nhiên ban đầu khi đưa vào môi trường lên men như dịch trái cây,
nước chiết các loại hạt.
- Tuy vai trò của các nguyên tố khoáng rất quan trọng nhưng trong quá trình lên men
cũng chỉ cần một lượng thích hợp, nếu vượt quá giới hạn sẽ giảm hiệu quả của quá trình
lên men. Vì vậy khi thiết kế nồi lên men, người ta chế tạo từ thép carbon, bên trong nồi
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

14

trên các dây alkan mạch thẳng, mạch nhánh, hydrocarbon thơm và khí thiên nhiên như:
methane, ethane, propane Nấm men chủ yếu phát triển trên n-alkan và alken. Nấm mốc
phát triển trên n- alkan còn trên alkan mạch nhánh sinh trưởng kém hơn.
- Khả năng sử dụng hydrocarbon của vi sinh vật còn phụ thuộc vào các điều kiện sau:
 Khả năng xâm nhập vào tế bào của hydrocarbon.
 Sự tồn tại hệ thống enzyme cần thiết để chuyển hóa các nguồn carbon này, đặc biệt
ở giai đoạn đầu của sự oxy hóa.
 Vi sinh vật phải bền vững với độc tính của hydrocarbon khi nồng độ cao.
b) Các hợp chất cung cấp nguồn nitrogen (nitơ)
- Nitơ tham gia vào tất cả các cấu trúc trong tế bào vi sinh vật, giúp tế bào hoàn thiện
mọi chức năng của hoạt động sống. Nguồn nitơ là nguồn dinh dưỡng quan trọng không
kém nguồn carbon.
- Nitơ được cung cấp cho tế bào vi sinh vật dưới nhiều dạng khác nhau: Dưới dạng các
hợp chất vô cơ và hữu cơ khá thuần khiết như: NH

4
, NO
3
, pespton các loại, các amino
acid.
- Trong lên men công nghiệp người ta thường sử dụng nguồn nitơ dưới dạng sản phẩm
thô gọi là nguồn nitơ kỹ thuật bao gồm các loại sau:
 Dịch thủy phân nấm men
- Một trong những lý do con người quan tâm nhiều đến nấm men vì trong tế bào nấm
men chứa nhiều chất dinh dưỡng có giá trị, nổi bật là protein và vitamin. Hàm lượng
protein của nấm men dao động trong khoảng 40 - 60% chất khô của tế bào. Về tính chất
protein của nấm men gần giống protein nguồn gốc của động vật, có chứa khoảng 20
amino acid, trong đó có đủ các amino không thay thế. Thành phần amino acid trong nấm
men cân đối hơn so với lúa mì và các hạt ngũ cốc khác; kém chút ít so với trong sữa và
bột cá. Vì vậy dịch thủy phân nấm men là một loại dịch rất giàu chất bổ dưỡng, gồm
amino acid, các peptid, các vitamin, đặc biệt là vitamin thuộc nhóm B.
- Người ta sử dụng nấm men thủy phân với mục đích bổ sung nguồn nitơ và nguồn các
chất kích thích sinh trưởng vào môi trường nuôi cấy vi sinh vật.

Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

13

- Dịch kiềm sulfite có thành phần: 80% chất khô là đường hexose (glucose, mannose,
galactose), ngoài ra trong dịch kiềm sulfite có chứa acid ligninsulfuric, acid này chưa
được vi sinh vật sử dụng. Một điều đáng lưu ý là dịch kiềm sulfite có đặc tính hấp phụ
nhiều O
2
, nên khi nuôi cấy vi sinh vật hiếu khí có thể giảm mức cung cấp O
2

tới 60% so
với mức bình thường.
 Tinh bột và cellulose
- Tinh bột được sử dụng dưới dạng hạt hoặc bột của khoai, sắn, lúa, đại mạch
- Dạng nguyên liệu này trước khi sử dụng làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật phải qua
khâu xử lý và đường hóa. Đối với các chủng vi sinh vật có hệ enzyme amylase phát triển
có thể sử dụng trực tiếp tinh bột không thông qua khâu đường hóa.
- Cellulose được sử dụng là rơm rạ, giấy, mùn cưa Tùy từng loại vi sinh vật khác nhau
mà có biện pháp xử lý nguyên liệu khác nhau sao cho phù hợp.
 Dầu thực vật
- Các loại dầu (dầu dừa, dầu lạc, dầu đậu tương, dầu hướng dương ) được dùng trong
nuôi cấy vi sinh vật với vai trò là nguồn dinh dưỡng carbon, ngoài ra còn là chất phá bọt
trong quá trình lên men. Khi nuôi cấy vi sinh vật có khả năng tiết ra enzyme lipase, sẽ
phân hủy các chất dầu này thành glycerin và các acid béo.
- Lượng chất béo bổ sung vào môi trường phải rất phù hợp với hoạt động sống của vi
sinh vật, nếu bổ sung quá nhiều sẽ làm chậm quá trình đồng hóa nguồn carbohydrate của
vi sinh vật. Cụ thể sẽ làm tăng độ nhớt của môi trường, tạo các hạt nhũ tương của các loại
xà bông, đặc biệt khi môi trường có CaCO
3
sẽ dẫn đến hiện tượng lên men, giảm oxygen
hòa tan, vi sinh vật sẽ phát triển kém ảnh hưởng xấu đến hiệu suất.
 Hydrocarbon
- Người ta đã biết có nhiều vi sinh vật có khả năng sống được ở mỏ dầu, mỏ khí đốt, ở
đáy bồn chứa dầu, mặt đường nhựa
- Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy n-paraffin là loại nguyên liệu tương đối vạn năng
để nuôi cấy vi sinh vật. Theo số liệu của Fuch (1961) có 26 giống vi sinh vật, trong đó 75
loài có khả năng phân hủy hydrocarbon mạch thẳng. Trong đó, vi khuẩn có khả năng phát
triển trên nhiều loại hydrocarbon hơn là nấm men và nấm mốc. Cụ thể nó có thể phát triển
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

12

sung dưới dạng hợp chất (rỉ đường, cao ngô, gạo ).
- Thông thường các tạp chất này chứa một lượng các nguyên tố vi lượng cần thiết và đủ
để dùng cho vi sinh vật.
a) Các hợp chất cung cấp nguồn cacbon
- Cacbon chiếm một phần rất lớn trong tế bào vi sinh vật, chính vì vậy những hợp chất
chứa cacbon có ý nghĩa hàng đầu trong sự sống của vi sinh vật.
- Nguồn thức ăn chủ yếu của vi sinh vật là carbohydrate. Các hợp chất có phân tử thấp
như một số đường đơn thì vi sinh vật có thể đồng hóa trực tiếp. Còn các hợp chất cao
phân tử (tinh bột, cellulose,…) sẽ được phân hủy nhờ các enzyme do vi sinh vật tiết ra.




 Rỉ đường
- Rỉ đường mía: Là phế phẩm thu được của công nghiệp ép mía thành đường sau khi đã
thu saccharose. Rỉ đường là hỗn hợp khá phức tạp, ngoài hàm lượng đường, còn có chứa
các hợp chất nitrogen, các vitamin và các hợp chất vô cơ. Ngoài ra trong rỉ đường còn
chứa một số chất keo, vi sinh vật tạp nhiễm bất lợi cho quá trình lên men sau này, vì vậy
tùy theo mục đích sử dụng khác nhau mà người ta cần xử lý rỉ đường trước khi đưa vào sử
dụng làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật trong công nghiệp lên men.
- Rỉ đường củ cải: Là nước cốt sinh ra trong quá trình sản xuất đường từ củ cải đường.
Dịch này được cô đặc có thể dùng lâu dài.
 Trong rỉ đường (củ cải và mía), ngoài thành phần kích thích sinh trưởng còn chứa
một số chất mà nếu dùng nó ở nồng độ cao sẽ kìm hãm sinh trưởng của vi sinh vật như
SO
2
, hydroxymethylfurfurol
 Dịch kiềm sulfite

- Là một loại phế phẩm của công nghiệp sản xuất cellulose.
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

11

năng suất và chất lượng sản phẩm lên men cần thu. Sau đây là các tiêu chuẩn:
 Phải tạo ra các sản phẩm mong muốn với năng suất cao, chất lượng tốt, có ý
nghĩa kinh tế trong sản xuất và ít sản phẩm phụ không mong muốn.
 Sử dụng các nguyên liệu rẻ tiền, sẵn có.
 Thời gian lên men ngắn.
 Dễ tách sinh khối hay sản phẩm lên men.
 Vi sinh vật phải thuần chủng, không chứa vi sinh vật lạ, đặc biệt không chứa
bacteriophage ký sinh.
 Chủng vi sinh vật phải khỏe, phát triển dễ dàng và nhanh chóng, cho nhiều tế bào
dinh dưỡng, các bào tử hoặc các hình thức tái sinh khác.
 Có khả năng chống chịu các điều kiện bất lợi của môi trường. Dễ bảo quản, tồn
tại và ổn định các đặc tính sinh lí, sinh hóa suốt trong thời gian sử dụng.
 Có khả năng thay đổi các đặc tính bằng các kỹ thuật đột biến, kỹ thuật gen để
không ngừng nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.
- Riêng trong lĩnh vực lên men thực phẩm, người ta thường sử dụng giống ở dạng tổ hợp
gồm nhiều loại vi sinh vật khác nhau. Các nhà sản xuất cần chú ý đến quan hệ sinh học
giữa các loài trong tổ hợp giống. những kiểu tương tác như cộng sinh (symbosis), tương
hổ ( mutualism), hợp lực (synergism), hội sinh (commensalism) và trung tính (neutralism)
thường mang đến những tác động có lợi trong quá trình lên men.
2. Dinh dưỡng của vi sinh vật và nguyên liệu nuôi cấy vi sinh vật
công nghiệp
- Nuôi cấy vi sinh vật ở bất cứ quy mô nào (phòng thí nghiệm, nhân giống cấp 1, 2, 3
hay trong nồi lên men) đều phải đảm bảo đầy đủ các nguyên tố dinh dưỡng cho vi sinh vật
hoạt động nhân sinh khối tạo sản phẩm.
- Nguyên tố dinh dưỡng của vi sinh vật là: các nguyên tố đa lượng, vi lượng và các

vitamin Tuy vậy trong lên men công nghiệp cũng có chỗ khác biệt đáng lưu ý. Người ta
không bổ sung nguyên tố vi lượng ở dạng dung dịch tinh khiết vào môi trường lên men,
mà có sự bổ sung cùng lúc với các nguyên tố đa lượng. Các nguyên tố đa lượng được bổ
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

10

e) Yếu tố quyết định sự oxy hóa glucid thành acid citric
- Thành phần môi trường dinh dưỡng: glucid ở dạng monosaccharide hay disaccharide ở
mức dư thừa. Ngoài ra, bổ sung các loại muối như NH
4
Cl, K
3
PO
4
,
- Môi trường nuôi nấm mốc phát triển khác với môi trường thực hiện lên men acid
citric. Trong môi trường lên men cần thiết các yếu tố vi lượng. pH môi trường thích hợp.
Aspergillus niger 4-5. pH thích hợp cho việc tích tụ acid citric là 1,7-2,5 ( sử dụng acid vô
cơ để điều cỉnh pH môi trường).
- Quy trình này cung cấp không khí đầy đủ. Đủ O
2
thoáng khí và giảm CO
2
thải ra do
muối thoáng khí bằng sục khí vô trùng vào dung dịch lên men nếu nấu chìm, quạt gió vào
phòng nuôi
- Nhiệt độ thích hợp thay đổi tùy chủng, khoảng 30 - 40
0
C.

3. Phân hủy cellulose và pectin
- Là quá trình phân hủy cellulose và pectin dưới tác dụng của những vi sinh vật có hoạt
tính enzyme pectinase và cellulase (vd: nấm mốc, vi khuẩn).
- Ưu điểm: quá trình khoáng hóa xác thực vật.
- Nhược điểm: quá trình phá hủy thịt quả, mô thực vật.
4. Phân hủy lipid (chất béo) và (fatty acid) acid béo
- Bản chất: thủy phân chất béo thành glycerine và acid béo tự do(enzyme lipase từ
Aspergillus và Penicillum); enzyme lipoxygenase xúc tác quá trình peroxide của các acid
béo:
 Glycerine: vi sinh vật chuyển hóa thành CO
2
và H
2
O.
 Các peroxide: bị oxy hóa thành các sản phẩm trung gian như: oxide acid, aldehyde,
cetone … cuối cùng bị vi sinh vật chuyển hóa thành CO
2
và H
2
O.

III. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
1. Tuyển chọn giống vi sinh vật
- Trong công nghiệp vi sinh việc lựa chọn giống vi sinh là một vấn đề quan trọng. Nếu
chúng ta chọn được giống vi sinh vật thỏa mãn các tiêu chuẩn đã đặt ra sẽ đảm bảo được
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

9

+ Asp.clavatus

+ Asp.wentii
o Giống Penicillium: gồm một số loài sau:
+ Penicillium citromyces
+ Pen.lacteum
- 1913, Zohorsky đăng ký bằng sáng chế (patent) sản xuất acid citric từ Asp.niger. Bắt
đầu cho quá trình sản xuất acid citric theo quy mô công nghiệp.
d) Quá trình lên men citric
- Lên men citric là quá trình chuyển hóa đường trong điều kiện hiếu khí thành acid citric
trong tế bào vi sinh vật
2C
6
H
12
O
6
+ 3O
2
 2C
6
H
8
O
7
+ 4H
2
O + 170Kcal
- Mạch cacbon đường bị phá vỡ, đứt ra theo kiểu lên men rượu acid pyruvit+acetaldehyt
sau đó tổng hợp thành acid citric.
 Cơ chế:

Pyruvate
Acetyl-CoA Acid citric
Con
đ
ư
ờ
ng EMP

Oxaloaceta



Chu trìn
h
TCA
Glucose
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

8

trong quá trình trao đổi chất xảy ra trong các vật thể sống. Ngoài ra acid citric còn đóng

vai trò như là một chất tẩy rửa, an toàn đối với môi trường và đồng thời là tác nhân chống
oxy hóa. Acid citric có mặt trong nhiều loại trái cây và rau quả nhưng trong trái chanh thì
hàm lượng của nó được tìm thấy nhiều nhất, theo ước tính axít citric chiếm khoảng 8%
khối lượng khô của trái chanh.





Hình: Hàm lượng acid citric có nhiều nhất trong trái chanh
- Acid citric được coi là an toàn sử dụng cho thực phẩm ở các quốc gia trên thế giới. Nó
là một thành phần tự nhiên có mặt ở hầu hết các vật thể sống, lượng dư acid citric sẽ bị
chuyển hóa và đào thải khỏi cơ thể.
c) Vi sinh vật tham gia lên men acid acetic
- Trong tế bào nhiều loại vi sinh vật có khả năng tổng hợp acid citric tùy thuộc vào loại
cơ chất sử dụng khác nhau
Ví dụ: Athrobacterium, Brevibacterium có khả năng tạo acid từ paraffin
 Còn nấm Candida và Tricloderma thì tạo acid từ rỉ đường. Tuy nhiên hiện nay ở
quy mô công nghiệp acid citric được sản xuất từ Aspergillus niger và Arpergillus
wentii.
 Vi sinh vật tham gia lêm men acid citric thường được sử dụng trong lên men công
nghiệp như:
o Giống Aspergillus: gồm có nhiều loài:
+ Aspergillus niger
+ Asp.awamori
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

7

phophat và một số chất kích thích sinh trưởng như diotin, vitamin, carotin. Nhiệt độ tối

thích là từ 28 - 30
o
C. Nồng độ oxi hoà tan rất cần cho quá trình oxi hoá, nếu thiếu oxi thì
quá trình oxi hoá giảm rõ rệt.
2. Lên men citric
a) Sơ lược về lịch sử lên men citric
- Trước đây, người ta sản xuất acid citric từ trái chanh (7-9%). Hiệu suất 30 - 40 tấn
nguyên liệu (2,7 ha) cho 1 tấn acid citric.
- 1891-1893, Wehmen phát hiện acid citric là sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất acid
citric bởi Pencillium glaucum.
- 1903, người ta phát hiện thêm giống vi sinh vật mới tổng hợp acid citric và đặt tên loài
là Penicillum citromyces.
b) Giới thiệu chung về acid citric
- Acid citric là một acid hữu cơ thuộc loại yếu, tinh thể màu trắng. Tên theo IUPAC:
Axit 2-hydroxypropan-1,2,3-tricacboxylic. Tên thông thường: Acid chanh. Nhiệt độ nóng
chảy t
nc
= 153
0
C; nhiệt độ sôi t
s
= 175
0
C, khối lượng phân tử 192.13 g/mol.
o CTPT: C
6
H
8
O
7

o CTCT:






- Acid citric thường được tìm thấy trong các loại trái cây thuộc họ cam quít. Nó là chất
bảo quản thực phẩm tự nhiên và thường được thêm vào thức ăn và đồ uống để làm vị
chua. Ở lĩnh vực Hóa sinh thì acid citric đóng một vai trò trung gian vô cùng quan trọng
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

6

 Đây chính là sự “quá oxy hoá” rất có hại cho quá trình lên men giấm. Vì vậy, trong
dịch lên men phải còn dư một lượng rượu khoảng 0,3 - 0,5% để đảm bảo không bao giờ
cho oxy hoá hết rượu nhằm tránh hiện tượng “quá oxy hoá”.

Hình: Quá trình sản xuất acid acetic
e) Yếu tố quyết định sự oxy hóa rượu thành acid acetic
- Thành phần môi trường dinh dưỡng: Nồng độ rượu trong dịch lên men biến đổi từ
7-14% tuỳ theo phương pháp và chủng giống sử dụng.
- Nói chung nồng độ rượu cao làm giảm hoạt động của vi khuẩn axetic vì làm đình chỉ
quá trình sinh tổng hợp các enzyme có trong chu trình Krep và do đó ảnh hưởng đến quá
trình oxi hoá rượu thành acid axetic. Trong dung dịch luôn phải khống chế nồng độ rượu
sót 0,2 - 0,4%.
- Không được để hết rượu để tránh quá trình quá oxi hoá. Vi khuẩn axetic phát triển tốt ở
pH = 3 vì thể dịch lên men phải được axit hoá trước từ 2 - 10 % tuỳ theo phương pháp lên
men và chủng giống sử dụng. Thành phần môi trường phải có đủ muối amoni, muối
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

5

H
+

H
+

song cơ chất không bị phân giải hoàn toàn nên được gọi là quá trình oxy hoá không hoàn
toàn.
Ethanol Acetaldehyde Acetic

Hình: Quá trình oxy hóa rượu thành aceitc

 Cơ chế:
- Rượu etylic bị oxy hóa thành acid acetic nhờ có enzym alcohol oxydaza xúc tác trong
điều kiện hiếu khí:
CH
3
CH
2
OH + O
2
 CH
3
COOH + H
2
O + 117 Kcal
- Để chuyển hoá thành acid acetic, rượu và oxy phải thâm nhập vào tế bào vi khuẩn, ở
đây nhờ có enzyme của vi khuẩn xúc tác, rượu được chuyển hoá thành acid acetic theo
một quá trình sau:
C
2
H
5
OH + ½ O
2

 CH
3
CHO (Acetaldehyd) + H
2
O
CH
3
CHO + H
2
O  CH
3
CH(OH)
2
(Hydrat acetaldehyd)
CH
3
CH(OH)
2
+ ½ O
2
 CH
3
COOH + H
2
O
- Acid acetic tạo thành sẽ thoát ra khỏi tế bào của vi khuẩn và đi vào môi trường. Khi
môi trường hết rượu thì vi khuẩn giấm sẽ oxy hoá acid acetic thành CO
2
và H
2

O theo
phương trình sau:
CH
3
COOH + 2O
2
= 2CO
2
+ 2H
2
O
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

4

và H
2
SO
4
thì cho màu xanh. Chúng tích tụ được 4 – 5% axit axetic và có nhược điểm là
oxi hóa tiếp tục axit axetic thành CO
2
và H
2
O nên làm giảm hiệu suất thu hồi. Bởi vậy cần
tránh loại này trong sản xuất.

Hình: Acetobacter
- Vi khuẩn acetic có khả năng oxy hóa đường hoặc rượu thành acid acetic. Hiện tượng
này từ xa xưa người ta đã quan sát được, chẳng hạn như rượu vang để lâu ngày sẽ bị chua,
hoa quả chín để lâu ngày sẽ biến rượu, sau đó có vị chua. Ngoài ra, vi khuẩn acetic còn có
khả năng chuyển hóa các loại đường hoặc rượu khác, chẳng hạn: oxy hóa propanal thành
propionic, oxy hóa etanol thành axeton. Đặc biệt đáng chú ý là khả năng oxy hóa rượu
sorbit thành đường sorbose (dùng trong công nghiệp sản xuất vit C) nhờ Acetobacter
suboxydans, việc oxy hóa này cho đến nay vẫn chỉ được thực hiện bằng con đường vi sinh
vật.
d) Quá trình lên men acetic
- Lên men acid acetic là quá trình oxy hoá rượu thành acid acetic nhờ nhóm vi khuẩn
acetic (Acetobacter) trong điều kiện hiếu khí. Ở đây sự chuyển hydro được thực hiện nhờ
sự xuất hiện của NADP (Nicotinamit adenin dinucleotit photphat dạng oxy hoá). Hydro
được NADP nhận (trở thành NADPH
2
) được chuyển qua chuỗi hô hấp để thu năng lượng,
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

3

hoà tan tốt ngay cả cellulose và các hợp chất của nó. Acid acetic rất bền với các chất oxi
hoá như acid chromic, permanganat. Acid acetic có tác dụng phân huỷ da, gây bỏng, ăn
mòn nhiều kim loại và hợp kim, hoà tan tốt nhiều chất vô cơ.

c) Vi sinh vật tham gia lên men acid acetic
- Vi sinh vật được sử dụng trong lên men acid acetic là nhóm vi khuẩn acetic.
- Vi khuẩn acetic là các trực khuẩn, Gram dương và rất hiếu khí. Các vi khuẩn này
không có bào tử, có loài chuyển động, có loài không chuyển động được (có tiên mao đơn
hoặc chu mao), chúng có tính chịu acid cao, một số phát triển được ở pH 3,2.
- Chúng còn được biết đến là các vi khuẩn thuộc giống Acetobacter, là những vi khuẩn
có hình thái elip cho đến hình gậy, đơn bào, song bào hoặc dạng chuỗi. Kích thước tế bào:
bề ngang 0.3 - 0.6 µm, chiều dài 1.0 – 8.0 µm. Nhiệt độ tối thích: 30 - 35
o
C. Hiện nay,
giống Acetobacter có hơn 20 loài, điển hình là một số loại sau:
o Acetobacter acetic: trực khuẩn ngắn, không di động, tế bào luôn dính với nhau
thành chuỗi. Khi nhuộm I
2
thì cho màu vàng đậm, trong tế bào có nhiều glycogen. Chịu
được nồng độ rượu khá cao 11% và tích lũy được 6% axit axetic. Nhiệt đột tối thích là
34oC
o Acetobacter pasteurianum: hình thành màn khô nhăn nheo, trong tế bào chứa
nhiều granuloza. Khi nhuộm I
2
cho màu xanh đậm.
o Acetobacter Kutzin guanum: khi nhuộm I
2
cũng cho màu xanh thẫm, tạo thành
màng nhầy, không bền dính vào thành bình.
o Acetobacter oreleaneme: là những vi khuẩn thường sử dụng trong các phương
pháp lên men thủ công chịu được 10 – 12% độ rượu, tích lũy được 9 – 9.5% acid axetic.
Quá trình oxi hóa xảy ra chậm thì sự tiếp xúc giữa không khí và vi khuẩn chỉ xảy ra trên
bề mặt.
o Acetobacter Shutzenbatchi: là vi khuẩn mang tên nhà công nghiệp người Đức,

trực khuẩn khá dài, tạo thành ván dày và không bền vững, tích lũy được tới 11,5% acid
axetic do đó được sử dụng trong phương pháp lên men nhanh chóng trong công nghiệp.
o Acetobacter xylynum: trực khuẩn không di động. Khi lên men tạo màng dấm dày
như sữa trên bề mặt dung dịch, màng này chứa nhiều hemicellulose nên khi nhuộm với I
2

Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

2

cacbon tetraclorua, sau đó là quá trình nhiệt phân thành tetracloretylen và clo hóa trong
nước tạo thành acid tricloraxetic, và cuối cùng là phản ứng oxy hóa khử vô cơ bằng
cách điện phân tạo thành acid axetic.
- Năm 1910, hầu hết các acid acetic được sản xuất từ việc chưng cất gỗ từ sản phẩm
trung gian là rượu chưng cất từ gỗ. Loại rượu này cho tác dụng với canxi hydroxit tạo ra
canxi acetat, sau đó cho canxi acetat tác dụng với axit sulfuric thu được acid acetic.
b) Giới thiệu về acid acetic
- Acid acetic là một acid hữu cơ (Acid cacboxylic), mạnh hơn Acid cacbonic. Phân tử
gồm có nhóm methyl (-CH
3
) liên kết với nhóm cacboxyl (-COOH), khối lượng phân tử
60.5 kg/kmol.
o CTPT: CH
3
COOH
o CTCT:

- Acid acetic là một chất lỏng không màu, có mùi sốc, vị chua, có khả năng hút ẩm từ
không khí. Nhiệt độ nóng chảy t
nc
= 16,63
0
C; nhiệt độ sôi t
s
= 118
0
C; tỷ trọng 1,049; độ
nhớt ở 200
o
C là 1.21x10
-3
Ns/m
2
.
- Trong dung dịch, acid acetic tồn tại các dạng (CH
3
COOH)
2
, (CH
3
COOH)
3
, sự tồn tại
các phân tử kép như trên là do các liên kết hydro giữa các phân tử với nhau.
- Acid acetic tan trong nước và các dung môi thường (rượu aceton, cồn, eter,

chloroform,…) với bất kỳ tỷ lệ nào, chúng hoàn toàn không tan trong CS
2
. Ngoài ra nó
cũng là dung môi tốt cho nhiều hợp chất hữu cơ (nhựa, tinh dầu, ) Đặc biệt acid acetic
Tiểu Luận Vi Sinh Vật Học Thực Phẩm GVHD: Trần Quốc Huy

1

I. Khái niệm
- Đa số các sinh vật hiếu khí tiến hành oxy hóa hoàn toàn cơ chất hữu cơ thành CO
2
&
H
2
O (hô hấp hiếu khí), người ta gọi quá trình này là oxy hóa hoàn toàn. Tuy nhiên có một
số sinh vật trong điều kiện oxy, nó vẫn không có khả năng oxy hóa chất hữu cơ thành CO
2

& H
2
O mà sản phẩm tạo thành là những chất hữu cơ chưa được oxy hóa triệt để (acid
acetic, gluconic, fumaric, limonic,…). Quá trình này gọi là quá trình oxy hóa không hoàn
toàn hay quá trình lên men hiếu khí, thường thấy trong môi trường nuôi cấy vi sinh vật có
hàm lượng carbohydrat dư thừa.
- Quá trình oxy hóa không hoàn toàn có tích lũy các sản phẩm giống các quá trình lên
men kị khí nên người ta thường gọi quá trình oxy hóa không hoàn toàn là quá trình lên
men. Từ đó theo thói quen, khái niệm rộng của lên men được xem như bao gồm quá trình
lên men kỵ khí, quá trình oxy hóa không hoàn toàn, quá trình nhân sinh khối…
- Quá trình oxy hóa không hoàn toàn có ý nghĩa quan trọng trong công nghiệp lên men
vì chúng tạo ra nhiều sản phẩm có giá trị.

II. Phân loại
1. Lên men acetic
a) Sơ lược về lịch sử lên men acetic
- Trong thế kỷ thứ 8, Jabir Ibn Hayyan (Geber) là người đầu tiên cô đọng acid acetic từ
giấm bằng cách chưng cất. Trong thời Phục Hưng, acid acetic băng được điều chế bằng
cách chưng cất khô các acetat kim loại nhất định (loại phổ biến nhất là đồng (II) acetat).
Nhà giả kim thuật Đức thế kỷ thứ 16 Andreas Libavius đã miêu tả cách chưng cất như
thế, và ông đã so sánh acid axetic tạo ra bằng phương pháp này với từ giấm. Sự có mặt
của nước trong giấm đã làm ảnh hưởng đến tính chất của acid acetic mà đối với các nhà
hóa học trong vài thế kỷ đã cho rằng acid acetic băng và acid acetic trong giấm là hai chất
khác nhau. Nhà hóa học Pháp Pierre Adet đã chứng minh rằng chúng là một.
- Năm 1847, nhà hóa học Đức Hermann Kolbe lần đầu tiên đã tổng hợp acid acetic từ
các vật liệu vô cơ. Chuỗi phản ứng này gồm quá trình clo hóa cacbon đisunfua thành