BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ LÊN MEN

1
MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ LÊN MEN
GV: ThS. ĐOÀN THỊ TUYẾT LÊ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
MÔ TẢ MÔN HỌC
Môn học cung cấpcáckiếnthứccơ bảnvề
9 Các quá trình trao đổichất cơ bản ở vi sinh vật
(là cơ sở của các quá trình lên men)
9 Điềukiện và ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau lên quá
trình lên men
9 Điều hòa quá trình lên men
9 Mộtsố quá trình lên men phổ biến trong thựctế sảnxuất
2
MỤC TIÊU MÔN HỌC
Sau khi học xong môn này, sinh viên có khả
năng hiểu được:
-Cácbước chính trong một quá trình lên men
-Nhucầuvàcácyếutốảnh hưởng lên một quá
trình lên men xét về khía cạnh kỹ thuậtvàkinhtế.
YÊU CẦU ĐỐI VỚI SINH VIÊN
- Dự lớp đầy đủ để nắmvững các nội dung
quan trọng củamônhọc
- Đọctàiliệu ở nhà để trang bị thêm kiến
thứcmônhọc
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC
•Dự lớp: 10%
• Làm bài nhóm, phát biểuxâydựng bài: 30%
•Thicuốikỳ: 60%

3
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bùi Ái, 2008. Công nghệ lên men ứng dụng trong công
nghệ thựcphẩm. Nhà xuấtbản ĐạihọcQuốc gia Thành
Phố Hồ Chí Minh.
2. KiềuHữu Ảnh, 1999. Vi sinh vậthọc công nghiệp, Nhà
xuấtbản KH&KT, Hà Nội.
3. Lương ĐứcPhẩm, 1998. Công nghệ Vi sinh. Nhà xuất
bảnNôngNghiệp.
4. Nguyễn ĐứcLượng, 2002. Công nghệ vi sinh. Nhà xuất
bản ĐạihọcQuốcgiaThànhPhố Hồ Chí Minh.
5. Standbury P. F, Whitaker A., Hall S. J., 1994. Principles of
fermentation technology
. Reed Educational and
Professional Publishing Ltd.
NỘI DUNG CHI TIẾT MÔN HỌC
Công nghệ sảnxuấtcácsảnphẩmtừ
vi sinh vật
4
Kỹ thuậtvàphương pháp chung3
Những nguyên lý cơ bản trong công
nghệ lên men
2
Mở đầu1
Nội dungChương
ĐỀ TÀI LÀM TIỂU LUẬN
1. Công nghệ sảnxuấtprotein đơnbào
2. Công nghệ sảnxuất enzyme
3. Công nghệ sảnxuấtcồn
4. Công nghệ sảnxuấtrượuvang

5. Công nghệ sảnxuấtthuốctrừ sâusinhhọc
6. Công nghệ sảnxuấtphânsinhhọc
7. Công nghệ sảnxuấtcácchất kháng sinh
8. Công nghệ sảnxuất axit axetic
9. Công nghệ sảnxuấtaxitlactic
10. Công nghệ sảnxuấtaxitxitric
11. Công nghệ sảnxuấtbộtngọt
12. Công nghệ sả
nxuấtchao
13. Công nghệ sảnxuất nem chua
14. Công nghệ sảnxuấtnướcmắm
15.Công nghệ sảnxuấtmộtsố sảnphẩmlênmen từ thủysảntrênthế giới
16. Công nghệ sảnxuất rau, quả muốichuaViệtNam
17.Công nghệ sảnxuấtcácsảnphẩmlênmen từ rau, quảởcác nướcchâuÁ
4
YÊU CẦU LÀM TIỂU LUẬN
1. Bài báo cáo gồm: mụclục, lờimởđầu, nội
dung đề tài, kếtluận, tài liệu tham khảo, phụ
lục(nếucó)
2. Tốithiểu 15 trang A4 (file word); font chữ
Time New Roman, cỡ chữ 14
3. Thờigiannộpbản báo cáo seminar (dạng
word) vào tuầnthứ 6
4. SV báo cáo seminar vào tuầnthứ 8
BÁO CÁO ĐỀ TÀI
• SV tự chuẩnbị laptop
• Báo cáo trình bày dạng powerpoint, mỗi
nhóm có 10 phút trình bày và 20 phút để
trả lờicâuhỏicủa các nhóm khác và của
giảng viên.

CHƯƠNG 1
Mởđầu
1. Khái niệm
2. Lịch sử ra đờivàsự phát triểncủa
công nghệ lên men
3. Phân loạilênmen
5
1. KHÁI NIỆM
- Lên men?
- Công nghệ lên men?
1. KHÁI NIỆM
•Thuậtngữ “lên men” có nguồngốctừđộng từ
trong tiếng Latin “fervere” có nghĩalà“làm chín”
để mô tả hoạt tính củanấm men trong dịch trích
củatráicâyhay dịch đường hóa ngũ cốc.
• Louis Pastuer đãgọisự lên men là "sự sống
thiếu không khí" ("kị khí", "thiếuoxi”)
• Tuy nhiên, thuậtngữ lên men đếnnay được
hiểulàtấtcả các quá trình biến đổi do vi sinh vật
thựchiệntrongđiềukiệnyếm khí (thiếuoxi) hay
hiếukhí(cóoxi)
1. KHÁI NIỆM
• Công nghệ lên men là công nghệ phát triển
các tế bào trong quy mô lớnvớihiệuquả
cao. Nó cũng bao gồm quá trình phụchồi
sảnphẩm
6
Cơ chế chung củamộtsố quá trình lên men quan trọng
2. Lịch sử ra đờivàsự phát triển
của công nghệ lên men

7
8
2. Lịch sử ra đờivàsự phát triểncủa
công nghệ lên men
Giai đoạn1:Giai đoạntrước Pasteur (đến 1865).
Con người ứng dụng tiềmnăng củaVSV sản
xuấtcácsảnphẩmkhicònchưanhậnthức
đượcsự tồntạicủa chúng trong tự nhiên :
+ Sảnxuất đồ uống chứarượunhư rượu, rượu
vang, bia, …
+ Sảnxuấttương, nướcmắm…
+ Sảnxuấtthựcphẩm lên men như muối chua
rau quả, ủ chua thức ănchogiasúc…
2. Lịch sử ra đờivàsự phát triển
của công nghệ lên men
•Tuymộtsố quá trình đượcthựchiện ở
quy mô rộng rãi, nhưng những sự thành
công đó còn phụ thuộcvàosự ngẫu nhiên
hay kinh nghiệm củanhững ngườithợ giỏi
truyền cho các thế hệ sau.
•Vaitròcủa VSV trong sự chuyển hoá các
chấthữucơ chưa được con ngườibiết
đến.
2. Lịch sử ra đờivàsự phát triển
của công nghệ lên men
• Giai đoạn2:Giai đoạnpháttriểncủa công nghiệplên
men tính đến 1940, bao gồm các công trình của Pasteur
(1865) về lên men và họcthuyếtvề mầmbệnh, Pasteur
cũng đã đề ra phương pháp thanh trùng Pasteur để tiệt
trùng rượu nho, bia mà không làm hỏng phẩmchất.

Phương pháp này hiệnnay cóứng dụng rấtlớn. Bởivậy
Pasteur được coi là người sáng lập ra công nghệ vi sinh;
Sự phát triểncủa hóa sinh họcvớicáckiếnthứcvề trao
đổichất trung gian, sự
làm chủ ngày càng nhiềuhơn đối
với các enzyme.
9
2. Lịch sử ra đờivàsự phát triển
của công nghệ lên men
•Việc nghiên cứuvàsử dụng các chủng nấm
men thuầnkhiết Saccharomyces
carlsbergensis trong sảnxuất bia (Emil
Christian Hansen, 1883) có thể xem là bước
mởđầu cho công nghiệp lên men dựatrên
cơ sở khoa học.
2. Lịch sử ra đờivàsự phát triển
của công nghệ lên men
Hình 1.1: Các nhà vi sinh vậthọc công nghiệptiềnbối
1. Louis Pasteur (1822-1895)
2. Emil Christian Hansen (1842 - 1909)
3. Eduard Buchner (1860- 1917)
2. Lịch sử ra đờivàsự phát triển
của công nghệ lên men
•Năm 1898 Eduard Buchner cũng đãnghiêncứu
tác dụng men củanhiềunấmmen, đãvạch ra mối
liên hệ giữanấm men và hoá họcvề men, và ứng
dụng hoạt động củanấm men vào sảnxuấttiếp
giống ngoài. Ông đãnghiềnnấm men lấy ra dung
dịch có men zymase và cho lên men rượu.
Như vậygiaiđoạnthứ hai là giai đoạnsử

dụng các hoạttínhcủa VSV- giai đoạnnày
được đánh d
ấubằng việc đặtcơ sở khoa học
cho quá trình sảnxuất đồ uống chứarượu.
10
2. Lịch sử ra đờivàsự phát triển
của công nghệ lên men
• Giai đoạnthứ ba: Giai đoạn công nghiệp kháng sinh, hóa
chấtvàsinhtổng hợp điềukhiển được tính 1941- 1970,
Bao gồmsự xuấthiệncủacácchất kháng sinh, những tiến
bộ về di truyềnhọc trong việcchọnlọccácthểđộtbiếnvi
khuẩn, sự nghiên cứucácđiềukiện lên men tối ưu, kỹ
thuậthọc lên men, việctáchvàtinhchế sảnphẩm
•Giaiđoạnthứ ba được đặctrư
ng bởisự phát triểncủamột
nền công nghiệp VSV độclập. Ngườitađã điềukhiển
được các quá trình siêu tổng hợp ở VSV và tạorađược
hàng loạtcácchủng độtbiến ở VSV. Nhờ các thành tựu
này mà ngườitađãsảnxuất ở quy mô lớn mì chính, lysine
và nhiềuloại amino acid khác.
2. Lịch sử ra đờivàsự phát triển
của công nghệ lên men
2. Lịch sử ra đờivàsự phát triển
của công nghệ lên men
• Giai đoạnthứ tư: (giai đoạnhiện nay)
được đánh dấubằng sự phát hiệnracác
enzyme cắtgiớihạn restrictase và các
plasmid vớisự gắn các gene lạ mang các
thông tin tổng hợp các protein đặcbiệtvào
mộtcơ thểđãtrở thành mộtphương pháp

thông dụng và sự kiểm soát ngày càng tốt
hơnsự biểuhiệncủa các gene này.
11
3. Phân loạilênmen
Dựavàokỹ thuật nuôi cấy
¾ Dựa vào cách nạpliệu+ thusảnphẩm
 Gián đoạn
 Liên tục
 Bán liên tục
¾ Dựa vào thành phần đồng nhấtcủa canh trường
 Bề mặt(nổi)
 Bề sâu (chìm)
 Bán rắn
Dựavàosảnphẩm chính
3. Phân loại lên men
(Dựa vào kỹ thuật nuôi cấy)
• Lên men gián đoạn: Vi sinh vật được nuôi cố định
trong bình lên men với một thể tích môi trường xác
định. Vi sinh vật phát triển theo giai đoạn (pha tiềm
phát, pha nhân lên chậm, pha logarit, pha cân bằng,
pha suy vong) và tạo ra các sản phẩm. Kết thúc quá
trình, người ta tiến hành các công đoạn cần thiết để
thu lấy sản phẩm. Phương pháp lên men chu kỳ
được ứng dụng để sản xuất nhiều hoạt chất quan
trọng như amino acid, các chất kháng sinh
•Th
ựchiệntheotừng mẻ nên thường có năng suất
thấpvàchukỳ sảnxuấtbị kéo dài
3. Phân loại lên men
(Dựa vào kỹ thuật nuôi cấy)

• Lên men liên tục: nguyên liệu liên tụcvàovàsảnphẩm lên men
liên tục đira
Lên men liên tục là quá trình nuôi vi sinh vật trong thiết bị được
cấu tạo đặc biệt để sao cho khi vật nuôi đã phát triển đến một giai
đoạn nào đó thích hợp cho việc lấy đi một thể tích môi trường lên
men cùng tế bào và các sản phẩm trao đổi chất của chúng, lại bổ
sung đúng một thể tích môi trường dinh dưỡng mới vào bình nuôi
cấy, lúc đó ta có được trạng thái cân bằng động. Vi sinh vật trong
bình nuôi luôn luôn ở pha logarit. Phương pháp lên men liên tục
được ứng dụng để sản xuất protein đơn bào (nấm men) sản xuất
acid acetic, ethanol và xử lý nước thải của một số nhà máy. Tuy
nhiên do nhiều nguyên nhân nên phương pháp lên men chu kỳ vẫn
hay được ứng dụng hơn.
12
Lên men liên tục
3. Phân loạilênmen
(Dựavàokỹ thuật nuôi cấy)
Nuôi cấyvi tảotheophương pháp liên tục
3. Phân loại lên men
(Dựa vào kỹ thuật nuôi cấy)
Lên men bán liên tục là quá trình lên men
vi sinh vật trong điều kiện xác định. Khi vi
sinh vật phát triển trong một thời gian đủ để
tạo ra nồng độ sinh khối cần thiết người ta
lấy bớt đi một thể tích môi trường bao gồm
cả sinh khối, đồng thời bổ sung thêm một
thể tích môi trường đã lấy đi. Bằng cách
làm như vậy chỉ cần truyền giống một lần
v
ẫn có thể thu hoạch sản phẩm nhiều lần.

13
3. Phân loại lên men
(Dựa vào kỹ thuật nuôi cấy)
Lên men bề mặt: vi sinh vật phát triểntrên
bề mặtcủamôitrường. Phương pháp này
thường sử dụng để sảnxuấtaxitcitric và
mộtsố enzym. Nhược điểmlớnnhấtcủa
phương pháp này là tốnkémbề mặt. Tuy
nhiên, do đầutư ít nên chừng mực nào đó
vẫncònsử dụng.
3. Phân loại lên men
(Dựa vào kỹ thuật nuôi cấy)
• Lên men bán rắn là phương pháp trung gian
giữa lên men bề mặtvàbề sâu. Hàm lượng
nước trong môi trường chiếmkhoảng 70% chất
khô. Mộtsố enzym hiệnnay đượcsảnxuất theo
phương pháp này. Ngườitacảitiếnphương
pháp này bằng thiếtbị thùng quay nhằm cung
cấp đủ oxy cho quá trình lên men và thựchiện
luôn khâu sấy khô sau lên men. Điềukhókhăn
là do sự truyền nhiệtkémcủacácchất độnnên
khó thựchiệntốt khâu thanh trùng
3. Phân loại lên men
(Dựa vào kỹ thuật nuôi cấy)
• Lên men chìm là phương pháp đượcsử
dụng nhiềunhất. Nó có thể cho phép kiểm
soát được toàn bộ quá trình lên men một
cách thuậnlợi, ít tốnkémmặtbằng. Do hệ
thống khuấytrộntốt nên toàn bộ môi
trường nuôi cấylàmộthệ thống nhất

14
Thiếtbị nuôi cấychìm
3. Phân loại lên men
(Dựa vào sảnphẩm chính)
•Cơ chế chung củamộtsố quá trình lên
men quan trọng
Cơ chế chung củamộtsố quá trình lên men quan trọng
15
3. Phân loại lên men
(Dựa vào sảnphẩm chính)
• Lên men etilic
• Lên men lactic
• Lên men propionic
• Lên men formic
• Lên men butiric và lên men axeton-butanol
• Lên men metan
• Lên men axetat
• Lên men xenlulozo