ung dung len men

Trường ĐẠI HỌC SÀI GÒN
LỚP DSI 1081
BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN
BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN
VI SINH VẬT HỌC
VI SINH VẬT HỌC
Ứng dụng các hình thức Lên men
Ứng dụng các hình thức Lên men
GV HƯỚNG DẪN: Ths. Đặng Thị Ngọc Thanh
TRÌNH BÀY: TỔ 1
ĐỖ NGUYỄN HỒNG HẠNH CAO THỊ THUỲ TRANG
HUỲNH THỊ DIỄM THUÝ LÊ KIM YẾN
NGUYỄN VĂN TÚ TÔ HOÀNG YẾN
MAI THỊ TRÀ GIANG PHẠM THỊ MỸ HẠNH

NỘI DUNG CHÍNH
•
A/ KHÁI NIỆM
A/ KHÁI NIỆM
•
B/ LÊN MEN RƯỢU
B/ LÊN MEN RƯỢU
•
C/ LÊN MEN LACTIC
C/ LÊN MEN LACTIC
•
D/ LÊN MEN METHANE
D/ LÊN MEN METHANE
•
E/ CÁC HÌNH THỨC LÊN MEN KHÁC

E/ CÁC HÌNH THỨC LÊN MEN KHÁC

A/ KHÁI NIỆM

1. LÊN MEN
•
Là quá trình
Là quá trình
phân giải carbonhydrat
phân giải carbonhydrat
trong
trong
điều
điều
kiện kỵ khí
kiện kỵ khí
.
.
•
Là quá trình
Là quá trình
oxy hóa khử cơ chất
oxy hóa khử cơ chất
:
:
–
Oxi phân tử không tham gia vào quá
Oxi phân tử không tham gia vào quá
trình oxi hóa.
trình oxi hóa.

–
Hidro được thải dưới dạng: khí hoặc
Hidro được thải dưới dạng: khí hoặc
liên kết với các sản phẩm phân giải.
liên kết với các sản phẩm phân giải.

•
Năng lượng sinh ra:
- Một phần cho các phản ứng khử.
- Phần còn lại: tích lũy trong các liên kết
cao năng.
 Năng lượng sinh ra trong lên men
không bằng năng lượng sinh ra từ hô
hấp.

•
Sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men:
Sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men:
–
CO
CO
2
2
–
Các hợp chất carbon chưa được oxi
Các hợp chất carbon chưa được oxi
hóa hoàn toàn: rượu, acid hữu cơ,
hóa hoàn toàn: rượu, acid hữu cơ,
aldehyd, keton,…
aldehyd, keton,…

2. Lên men oxi hóa
•
Lên men oxi hóa hoàn toàn
Lên men oxi hóa hoàn toàn
: phần lớn VSV hiếu khí
: phần lớn VSV hiếu khí
oxi hóa triệt để cơ chất thành CO2 và H2O. (C đạt
oxi hóa triệt để cơ chất thành CO2 và H2O. (C đạt
mức oxh cao nhất)
mức oxh cao nhất)
•
Lên men oxi hóa
Lên men oxi hóa
KHÔNG
KHÔNG
hoàn toàn
hoàn toàn
: Một số VSV
: Một số VSV
oxi hóa cơ chất trong điều kiện hiếu khí nhưng sinh
oxi hóa cơ chất trong điều kiện hiếu khí nhưng sinh
ra những sản phẩm chưa được oxh hoàn toàn như:
ra những sản phẩm chưa được oxh hoàn toàn như:
a.acetic, a.limonic, a.fumaric, a.gluconic,…
a.acetic, a.limonic, a.fumaric, a.gluconic,…

VD: Lên men giấm
•
Lên men giấm

Lên men giấm
là quá trình oxh rượu thành giấm do
là quá trình oxh rượu thành giấm do
một nhóm vi khuẩn acetic
một nhóm vi khuẩn acetic
(Acetobacter)
(Acetobacter)
thực hiện:
thực hiện:
•
C
C
2
2
H
H
5
5
OH + O
OH + O
2
2




CH
CH
3
3

COOH + H
COOH + H
2
2
O
O

B. LÊN MEN RƯỢU

Sản xuất ethanol
từ đường và tinh
bột

- Ethanol được sản xuất từ cây
mía, bã mía, bắp, thân và hạt lúa
miến, củ cải đường, lúa mạch,
đai, bố, khoai tây, khoai lang, trái
quả, hoa hướng dương, rơm rạ
và các loại sinh khối khác.
- Phương trình tổng quát :
- Phương trình tổng quát :
C
C
6
6
H
H
12
12
O

O
6
6
→ 2C
→ 2C
2
2
H
H
6
6
O + 2CO
O + 2CO
2
2

I . Các bước cơ bản
- Xử lý nguyên liệu để nhận được
đường hoà tan
- Sử dụng men hoặc vi khuẩn để
biến đổi đường thành ethanol và
CO2

- Chưng cất ethanol từ fermented
mash
- Nếu cần thiết, khử nước để thu
đựơc ethanol khan

II . Một số quy trình
sản xuất ethanol

1 . SẢN XUẤT ETHANOL
1 . SẢN XUẤT ETHANOL
TỪ MÍA ĐƯỜNG
TỪ MÍA ĐƯỜNG

- Ethanol thu được từ nước mía sau
quá trình lên men nhưng các quy
trình thực tế liên quan lại phụ thuộc
vào loại chưng cất.
- Qúa trình lên men diễn ra ở
- Qúa trình lên men diễn ra ở
nhiệt độ
nhiệt độ
từ 33-35
từ 33-35
o
o
C
C
và
và
mật độ cell khoảng 8-
mật độ cell khoảng 8-
17%v/v
17%v/v
và được dừng lại khi lượng
và được dừng lại khi lượng
ethanol trong chất lỏng đạt tới
ethanol trong chất lỏng đạt tới
khoảng

khoảng
10%
10%
vì nếu vượt quá mức độ đó,
vì nếu vượt quá mức độ đó,
ethanol sẽ bắt đầu giết chết men.
ethanol sẽ bắt đầu giết chết men.

2 . SẢN XUẤT ETHANOL TỪ
TINH BỘT
* Sản xuất ethanol từ ngô
* Sản xuất ethanol từ ngô
-
-
Nghiền
Nghiền
: ngô được xay thành bột mịn.
: ngô được xay thành bột mịn.
-
-
Hoá lỏng và đun nóng bột mịn
Hoá lỏng và đun nóng bột mịn
: Bổ sung chất
: Bổ sung chất
lỏng vào bột mịn để làm hỗn hợp nghiền nhừ,
lỏng vào bột mịn để làm hỗn hợp nghiền nhừ,
sau đó dùng nhiệt để chuyển tinh bột thành
sau đó dùng nhiệt để chuyển tinh bột thành
dạng lỏng và loại bỏ vi khuẩn.
dạng lỏng và loại bỏ vi khuẩn.

-
-
Thuỷ phân enzyme
Thuỷ phân enzyme
: Enzyme được bổ sung để
: Enzyme được bổ sung để
phá vỡ chuỗi carbonhydrate để chuyển tinh bột
phá vỡ chuỗi carbonhydrate để chuyển tinh bột
thành chuỗi đường ngắn và thậm chí phân tử
thành chuỗi đường ngắn và thậm chí phân tử
đường glucose.
đường glucose.

-Lên men: Hỗn hợp nghiền nhừ sau thuỷ phân được
chuyển vào bồn lên men nơi men được bổ sung để
chuyển hoá glucose thành ethanol.


-
-
Chưng cất:
Chưng cất:
Nước súp tạo ra trong quá trình lên men
Nước súp tạo ra trong quá trình lên men
là dung dịch ethanol hoà tan
là dung dịch ethanol hoà tan
(10-12%).
(10-12%).
Dịch được
Dịch được

bơm qua nhiều tháp trong khoang chưng cất để tách
bơm qua nhiều tháp trong khoang chưng cất để tách
ethanol khỏi chất lỏng và nước. Sau khi chưng cất,
ethanol khỏi chất lỏng và nước. Sau khi chưng cất,
ethanol có độ tinh khiết
ethanol có độ tinh khiết
96%.
96%.



- Chất rắn được bơm ra khỏi đáy thùng và được
chế biến thành sản phẩm phụ giàu protein cho
sản xuất thức ăn chăn nuôi DDGs.
-Tách nước: Lượng nước rất nhỏ trong ethanol
-Tách nước: Lượng nước rất nhỏ trong ethanol
vừa chưng cất được tách ra bằng vi lưới lọc để
vừa chưng cất được tách ra bằng vi lưới lọc để
cho ethanol tinh khiết
cho ethanol tinh khiết

3 . SẢN XUẤT ETHANOL TỪ
CỦ CẢI ĐƯỜNG
- Cũng giống như mía đường, củ cải
- Cũng giống như mía đường, củ cải
đường có thể dùng để sản xuất ethanol từ
đường có thể dùng để sản xuất ethanol từ
nước mật được lên men của nó qua quá
nước mật được lên men của nó qua quá
trình lên men và quá trình chưng cất có

trình lên men và quá trình chưng cất có
thể sản sinh ra cả đường và ethanol.
thể sản sinh ra cả đường và ethanol.

Sản xuất bia rượu
bằng phương
pháp lên men

I . Định nghĩa
Lên men rượu
Lên men rượu
là quá trình lên
là quá trình lên
men yếm khí, trong đó vi sinh vật
men yếm khí, trong đó vi sinh vật
chủ yếu là nấm men chuyển hoá
chủ yếu là nấm men chuyển hoá
đường thành rượu etylic
đường thành rượu etylic
.
.

2 . Quy trình
A . Phương trình tổng quát
A . Phương trình tổng quát


C
C
6

6
H
H
12
12
O
O
6
6
-> 2 C
-> 2 C
2
2
H
H
5
5
OH + 2 CO
OH + 2 CO
2
2

B . Phương trình cụ thể
(C
(C
6
6
H
H
10

10
O
O
5
5
)
)
n
n
-> C
-> C
12
12
H
H
22
22
O
O
11
11
C
C
12
12
H
H
22
22
O

O
11
11
-> C
-> C
6
6
H
H
12
12
O
O
6
6
C
C
6
6
H
H
12
12
O
O
6
6
-> 2 C
-> 2 C
2

2
H
H
5
5
OH + 2 CO
OH + 2 CO
2
2

3 . Ứng dụng
-
Rượu lên men với nồng độ thấp
Rượu lên men với nồng độ thấp
(chỉ khoảng 8-
(chỉ khoảng 8-
12% rượu) sẽ được chưng cất để cho ra rượu đế
12% rượu) sẽ được chưng cất để cho ra rượu đế
với nồng độ cao hơn
với nồng độ cao hơn
-
Lên men cổ điển
Lên men cổ điển
là ngành sản xuất lên men qua
là ngành sản xuất lên men qua
đó ta thu được những sản phẩm có phân tử
đó ta thu được những sản phẩm có phân tử
lượng nhỏ hơn nguyên liệu ban đầu, điều lưu ý
lượng nhỏ hơn nguyên liệu ban đầu, điều lưu ý
là ph

là ph
ương pháp
ương pháp
lên men cổ điển
lên men cổ điển
có thể thay
có thể thay
thế bằng
thế bằng
ph
ph
ương pháp
ương pháp
hoá học. Ví dụ như quá
hoá học. Ví dụ như quá
trình sản xuất rượu (là một phản ứng dị hóa).
trình sản xuất rượu (là một phản ứng dị hóa).

-
Lên men hiện đại sẽ thu được sản phẩm
phức tạp hơn và không thay thế được bằng
phương pháp hoá học. Thực chất nó là các
phản ứng tổng hợp.
- Ví dụ: sản xuất kháng sinh, acid amin,
protein bằng sinh tổng hợp.