Lên men lactic và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO VI SINH THỰC PHẨM
GVHD: GV. NGUYỄN THÚY HƯƠNG
SVTH: Lớp: HC07TP
TRẦN THỊ NGUYỆT MINH 60701493
MAI THẾ TÌNH 60702499
PHẠM THỊ THANH TRÚC 60702706
TRẦN PHƯƠNG TUẤN 60702788
HUỲNH THÚC VƯƠNG 60703052
Tháng 05/2009
MỤC LỤC
Mở đầu
Chương 1 Giới thiệu chung về len men lactic
1.1. Tác nhân vi sinh vật
1.1.1. Đặc điểm của hệ vi khuẩn lactic
1.1.2. Phân loại vi khuẩn lên men lactic
1.2. Cơ chế của quá trình lên men
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
1.4. Một số loại vi khuẩn lactic quan trọng
Chương 2 Ứng dụng của lên men lactic trong công nghệ thực phẩm
2.1. Sản xuất acid lactic
2.2. Bảo quản và chế biến các sản phẩm từ rau quả (rau quả muối chua)
2.3. Bảo quản và chế biến các sản phẩm từ thịt, thủy sản
2.3.1. Nem chua
2.3.2. Tôm chua
2.4. Ngành công nghiệp sữa
2.4.1. Sữa chua
2.4.2. Sữa chua kefir

2.4.3. Bơ
2.4.4. Format
MỞ ĐẦU
Năm 1780, nhà toán học Thủy Điển Schaele lần đầu tiên tách được acid lactic từ
sữa bò lên men chua. Năm 1857, Pasteur chứng minh được sự lên men làm sữa chua là
do nhóm vi khuẩn lactic. Năm 1878, Lister phân lập thành công vi khuẩn lactic đầu tiên
và đặt tên là Bacterium lactis (hiện nay gọi là Streptococcus lactis); về sau các nhà khoa
học liên tiếp phân lập được nhiều loài vi khuẩn lactic khác nhau. Công nghiệp lên men để
sản xuất acid lactic có thể nói đã được hình thành từ năm 1881. Nhóm vi khuẩn lactic là
nhóm vi sinh vật có ý nghĩa quan trọng nhất trong công nghiệp sữa, nói chung đây là tác
nhân gây lên men nhằm sản xuất hàng loạt các sản phẩm từ sữa khác nhau trong đó có
yaourt, sữa chua, fomat, bơ. Ngoài ứng dụng trong công nghiệp sữa, vi khuẩn lactic còn
được sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất acid lactic, công nghiệp chế biến thịt cá,
công nghiệp muối rau quả, sản xuất men tiêu hóa trong y học, và dùng để ủ chua thức ăn
gia súc trong công nghiệp.
Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LEN MEN LACTIC
1.1. TÁC NHÂN VI SINH VẬT
1.1.1. Đặc điểm của vi khuẩn lên men lactic
Vi khuẩn lactic được xếp vào họ Lactobacteriaceae. Chúng có thể là cầu khuẩn, trực khuẩn
ngắn hoặc dài, không tạo bào tử và hầu hết không chuyển động, khoảng nhiệt độ thích hợp là 10
- 40
0
C. Chúng không có cytochrom và catalase nhưng sống được trong điều kiện có oxy không
khí vì có proxyoase phân giải H
2
O
2
thành oxy không khí nên gọi là vi khuẩn hiếu khí hoặc kị khí
không bắt buộc. Sự phân bố của vi khuẩn lactic trong tự nhiên chứng tỏ những vi khuẩn này yêu
cầu dinh dưỡng cao và khả năng phân giải để thu năng lượng của chúng lớn.

Những vi khuẩn lactic ít gặp trong đất, nước mà thường gặp ở trong sữa và các sản phẩm của
sữa (như Lactobacillus lactis, L. bulgaricus, L. helveticus, L. casei, L. fermenti, L. brevis,
Streptococcus lactis, Str. diacetilactis…), trên bề mặt của thực vật và xác cây đang phân giải
(như L. plantarum, L. delbruckii, L. fermenti, L. brevis, Str. lactis, Leuconostoc
mesenteroides…), trong ruột và ở lớp màng nhầy của người và động vật (như L. acidophilus,
Str. faecalis, Str. salivarius, Str. bovis, Str. pyogenses, Pneumococcus…)
1.1.2. Phân loại vi khuẩn lên men lactic
Dựa vào sản phẩm sinh ra trong quá trình lên men, người ta chia vi khuẩn lactic ra làm 2
nhóm: nhóm vi khuẩn lên men lactic điển hình (đồng hình) và nhóm vi khuẩn lên men lactic
không điển hình (dị hình).
+ Vi khuẩn lên men lactic đồng hình sau quá trình lên men sản phẩm chính là acid lactic
chiếm 90 – 98% tổng sản phẩm lên men, sản phẩm phụ là etanol, acid axetic, CO
2
, axetoin.
Nhóm vi khuẩn này chủ yếu là hai giống Lactobacterium như: Lactobacterium bungaricum, L.
plantarum, L. casei, L. delbruckii, L. cucumeris fermentati… và Streptococcus như:
Streptococcus lactis,
Streptococcus cremoris…
+ Vi khuẩn lên men lactic dị hình sau quá trình lên men ngoài acid lactic còn hàng loạt
các sản phẩm khác: 40% acid lactic, 20% acid sucxinic và etanol, 10% acid acetic, 20% các chất
khí… Nhóm vi khuẩn này gồm có các vi khuẩn như: Bacterium coli, Bac. aeogenes, Bac.
pentoacetium, L. brevis, Strep. votrovorus, Strep. paracotrovorus, Strep. diacetylactis…
1.2. CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN LACTIC
1.2.1. Lên men lactic đồng hình (điển hình)
Lên men lactic đồng hình là quá trình lên men trong đó các sản phẩm acid lactic chiếm 90
– 98% tổng sản phẩm lên men, sản phẩm phụ là etanol, acid axetic, CO
2
, axetoin… Phương
trình chung biểu diễn quá trình lên men:
C

6
H
12
O
6
→ 2 CH
3
CHOHCOOH + 21,8.10
4
J
Sơ đồ chuyển hóa trong lên men lactic đồng hình
Thực chất của quá trình này là đường được chuyển hóa theo con đường glycolysis của
Embden-Mayerhoff tạo acid pyruvic. Trong tế bào vi khuẩn lên men đồng hình không có đủ
enzyme carboxylase, do vậy acid pyruvic không bị phân giải sâu xa hơn, mà thu nhận hydro để
thành acid lactic. Một phần nhỏ acid pyruvic bị decarboxyl để tạo ra lượng nhỏ các sản phẩm
phụ nói trên.
1.2.2. Lên men lactic dị hình
Lên men lactic dị hình là quá trình lên men trong đó ngoài sản phẩm acid lactic còn tạo ra
một lượng đáng kể các sản phẩm phụ như acid acetic, etanol, acid sucxinic, CO
2
, H
2
Phương
trình chung biển diễn quá trình lên men:
C
6
H
12
O
6

→ CH
3
CHOHCOOH + HOOC(CH
2
)
2
COOH
+ CH
3
COOH + C
2
H
5
OH + CO
2
+ H
2
…
Theo giả thuyết hiện nay, trong hệ vi khuẩn lactic dị hình thiếu các enzyme chủ yếu của
con đường Embden-Mayerhoff đó là aldolase, triosephosphate isomerase. Vì thế giai đoạn đầu
của sự phân giải glucose xảy ra theo con đường pentosephosphate, tạo ra sản phẩm trung gian là
xilulose-5-phosphate, sau đó nó bị phân ly thành andehit photphoglycerinic và acetyl photphat.
Từ andehit photphoglycerinic chuyển tiếp tạo thành acid sucxinic và acid lactic còn acetyl
photphat tiếp tục chuyển hóa theo 2 hướng để tạo etanol và acid acetic.
Sơ đồ chuyển hóa trong lên men lactic dị hình
Lên men dị hình ít được ứng dụng trong công nghiệp do tạo nhiều sản phẩm đồng thời,
làm cho độ tinh khuyết sản phẩm không cao, sự tách riêng từng loại sản phẩm khác nhau rất khó
khăn tốn kém.
1.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG LÊN MEN LACTIC
1.3.1. Nguồn glucid

Để duy trì sự sống, điều hoà các quá trình chuyển hoá trong tế bào vi khuẩn cần sử dụng
nguồn glucid có trong môi trường dinh dưỡng làm nguồn cacbon. Nguồn cung cấp glucid quan
trọng cung cấp cho vi khuẩn là đường lactoza. Hầu hết các vi khuẩn lactic đều có enzyme
lactose nên thuỷ phân được lactose thành glucose và galactose.
Một số loại đường khác vi khuẩn lactic sử dụng rất chọn lọc:
+ Đisaccarit: Saccarose, maltose……
+ Polysaccarit: dextrin, tinh bột,……
Đối với lên men lactic đồng hình vi khuẩn lactic chuyển hoá được khoảng 98% glucid
thành acid lactic.
1.3.2. Nguồn Azốt
Các nguồn Azốt có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của vi sinh vật nếu không có
các nguồn này thì không thể tổng hợp được các chất phức tạp cấu tạo nên nguyên chất trong tế
bào vi sinh vật. Vi sinh vật đòi hỏi nguồn Azốt rất cao đặc biệt là:
+ Protit: sự tương tác giữa casein trong sữa với vi khuẩn lactic khi có sự hiện diện của
ion H
+
trong môi trường làm tăng khả năng lên men lactic. Ngoài ra, casein còn là chất đệm có
tính trung hoà một lượng acid sinh ra trong quá trình lên men.
+ Pepton: trong môi trường sữa đã có sẳn nguồn pepton nhưng do nhu cầu peptone đối
với cơ thể vi khuẩn rất cao do đó cần bổ sung peptone từ bên ngoài vào môi trường sữa để đảm
bảo lượng peptone đủ để làm tăng tốc độ lên men.
+ Acid amin: vi khuẩn lactic hấp thụ được dễ dàng. Theo các nghiên cứu, vi khuẩn lactic
phát triển tốt nhất trong môi trường có đầy đủ 16 loại acid amin. Đối với các vi khuẩn sinh
hương, acid amin ngoài việc cần thiết cho sự phát triển của vi khuẩn mà nó còn kích thích sự tạo
hương thơm. Trong các acid amin, serine có tác dụng ức chế sự phát triển của nhiều loài
Streptococus.
1.3.3. Vitamin
Vi khuẩn lactic không có khả năng sinh tổng hợp vitamin và do môi trường sữa bên ngoài
có nay đủ các loại vitamin cần thiết cho sự phátt triển của vi khuẩn lactic nên không cần bổ sung
thêm từ bên ngoài.

Loài vi khuẩn
Vitamin
Ribiflavin Piridoxin Acid folic B
12
Tianin
Lac. Jugurti + + - - -
Lac. Lulveticum + + - - -
Lac. Bulgaricum + -

+/- - -
Lac. Lactis + - - +/- -
Lac. Acidphilus + - + +/- -
1.3.4. Muối khoáng và các nguyên tố vi lượng
+ Nhu cầu này không lớn do đó không cần bổ sung thêm từ ngoài vào mà chỉ cần sử dụng
những chất có sẳn trong môi trường sữa .
+ Trong các loai muối khoáng P chiếm tỉ lệ cao nhất.
Chú ý : Nồng độ muối NaCl trong môi trường không được quá 6.5% nó sẽ tiêu diệt hết các loại
vi khuẩn lactic.
1.3.5. Nhu cầu Oxy
+ Vi khuẩn lactic vừa có khả năng sống được trong môi trường có oxy và vừa sống được
trong môi trường không có oxy.
+ Theo nghiên cứu cho rằng vi khuẩn lactic phát triển tốt nhất trong môi trường có nồng
độ oxy thấp.
1.3.6. Nhiệt độ
Tuỳ từng loại vi khuẩn khác nhau mà nhiệt độ thích hợp cho nó sẽ khác nhau
VSV ưa lạnh t
min
= 0
o
C t

max
=20

– 30
o
C t
op
= 5 -10
o
C
VSV ưa ấm t
min
= 3
o
C t
max
=45 – 50
o
C t
op
= 20 -35
o
C
VSV ưa nóng t
min
= 30
o
C t
max
=80

o
C t
op
= 50 -60
o
C
Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến cường độ phát triển mà còn ảnh hưởng đến khả năng
phát triển của chúng nữa. 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.
1.3.7. pH 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 độ của các loại enzym bị giảm.
+ Nồng độ ion H
+
ảnh hưởng đến độ phân ly của các chất dinh dưỡng trong môi
trường.
+ pH môi trường khác còn làm độ phân tán chất keo và độ xốp của thành tế bào
không đồng đều cho nên việc chống lại các tác động bên ngoài sẽ khác nhau dẫn đến làm thay
đổi hình dạng của tế bào.
Với vi khuẩn lactic thì các loại cầu khuẩn chịu pH kém hơn so với các trực khuẩn.
Loài vi khuẩn pH
min
pH
op

pH
max
Trực khuẩn ưa nhiệt 3.5 - 4.25 5.5 – 6.5 7 – 8
Strep.Lactic 4.75 6 – 6.5 8.5
Strep.Thermophilus 4.75 6 - 7 8.5
Strep.Faccalis 4.5 6 - 7 10
Đối với các vi khuẩn lên menlactic đồng hình, pH môi trường thường không ảnh hưuởng
đến các sản phẩm đặc trưng của quá trình lên men còn đối với các vi khuẩn lên men lactic dị
hình thì 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 lactic còn có thêm
acid acetic, và nhiều sản phẩm khác.
Qua nhiều nghiên cứu người ta nhận thấy rằng lượng di-acetyl tạo ra nhiều nhất tại pH =
4.6 – 5.2 , đây chính là yếu tố làm tăng mùi hương cho sản phẩm.
1.3.8. Các chất kháng sinh
Các chất kháng sing ảnh hưởng rất lớn đến vi khuẩn lactic
+ Penicilin: chỉ một lượng rất nhỏ cũng đủ để ức chế nhiều loài vi khuẩn lactic.
+ Streotomycin: có tính kháng sinh rất mạnh, có khả năng tiêu diệt cả vi khuẩn
Gram (+) và vi khuẩn Gram (–) trông quá trình lên men, hàm lượng chất kháng sinh tạo ra trong
môi trường đủ lớn sẽ làm giảm hiệu suất lên men.
1.4. MỘT SỐ LOÀI VI KHUẨN LACTIC QUAN TRỌNG
o Streptococcus lactic: vi khuẩn này phát triển tốt trong sữa và một số môi trường pha chế
từ sữa, trong khi lại phát triển kém trong môi trường nước thịt pepton. Đây là loại vi khuẩn hiếu
khí tuỳ tiện nên có thể phát triển sâu trong thạch và cho khuẩn lạc hình cây có nhánh. Đặc điểm
sinh hoá quan trọng là lên men glucose, lactose, galactose, maltose, dextrin, không lên men
saccharose. Vì vậy Streptococcus lactic đóng vai trò quan trọng trong việc chế biến sữa chua.
Phát triển tốt ở nhiệt độ 30÷35
0
C, ở nhiệt độ này vi khuẩn gây đông tụ sữa sau 10÷12 giờ, độ
acid giới hạn do Streptococcus lactic tạo nên thường dao động trong khoảng 110-120

0
T

mặc dù
có những chủng yếu chỉ tạo khoảng 90-100
0
T . Sữa được lên men chua bởi Streptococcus lactic
luôn luôn có hương vị đặc trưng của sản phẩm sữa chua. Ở nhiệt độ tối ưu Streptococcus lactic
phát triển trong sữa có thể đạt đến số lượng tối đa là 1,2÷2 tỷ tế bào/ml sau 10÷12 giờ. Thời
gian này tương ứng với thời gian lên men chua sữa đến 60
0
T. Độ acid sữa tăng lên rất nhanh
trong vài giờ đầu, sau đó giảm dần và ngừng hẳn khi đạt đến gần 120
0
T . Đường biểu thị acid
trong sữa lên men không có hướng đi xuống vì sau khi đạt cực đại độ chua được giữ nguyên
theo thời gian mà không giảm đi.
o Streptococcus cremoris: loại liên cầu khuẩn này thường thấy trong sữa dưới dạng chuỗi
dài hoặc hiện diện dưới dạng song cầu khuẩn, phát triển tốt ở 20÷25
0
C. Các điều kiện nuôi cấy
khác với giống S. lactic. Tuy nhiên, ảnh hưởng của chúng đối với sữa hơi khác, chúng thường
làm đông sữa nhưng chúng cũng có thể làm cho sữa bị nhớt. Một số chủng loại này phát triển
trong sữa cho mùi đặc biệt dễ chịu được ứng dụng trong chế biến bơ. Cũng như S. lactic, S.
cremoris lên men lactose thành acid lactic nhưng không lên men saccharose, maltose, dextrin.
Streptococcus cremoris làm cho sữa có độ chua thấp hơn (110÷115
0
T) tạo nên sản phẩm có vị
ngon thường được dùng trong sản xuất bơ chua.
o Streptococcus thermophillus và Streptococcus bovis là hai vi khuẩn thuộc nhóm

Viridams Streptococci chúng không phát triển ở 10
0
C, phát triển tốt ở 40÷45
0
C khi lên men sữa
tạo được khối đông, không phát triển khi có sự hiện diện của 0,1% xanh methylen, 6,5%NaCl,
pH=9,6, arginin, pepton, không tạo thành amoniac. Streptococcus thermophillus là vi sinh vật ưa
nhiệt giống như tên chủng, nhiệt độ thích hợp khoảng 40÷45
0
C và bị tiêu diệt ở nhiệt độ 53
0
C.
Khi làm môi trường nuôi cấy từ sữa thanh trùng và ủ ở 32
0
C số lượng lớn khuẩn lạc của
Streptococcus thermophillus xuất hiện. Streptococcus thermophillus là một vi sinh vật quan
trọng trong sản xuất yaourt, phomat, nó bị ngăn cản sự hoạt động bởi 0,01mg penicillin hay 5mg
streptomycin/ml. Streptococcus bovis được tìm thấy trong sữa bò và có thể xâm nhập vào sữa từ
nguồn này hay nguồn khác, nó sống sót trong sữa thanh trùng, có thể tách chúng từ sữa thanh
trùng hay một số loại phomat.
o Các trực khuẩn lactic: trực khuẩn lactic phát triển rộng rãi trong thiên nhiên, chúng luôn
luôn có mặt trong sữa và các sản phẩm sữa chịu được độ acid cao, phát triển ở phạm vi nhiệt độ
rộng trong môi trường có hoặc không có không khí. Trực khuẩn lactic đóng vai trò rất quan
trọng trong chế biến sữa chua, quá trình làm fomat. Trực khuẩn lactic cũng chia thành nhóm
điển hình và nhóm không điển hình tuỳ thuộc vào khả năng tạo thành sản phẩm phụ. Nhóm trực
khuẩn lactic gồm các trực khuẩn ưa nhiệt, trực khuẩn xếp chuỗi cần nhiệt độ trung
bình (ưa ấm)
+ Bacterium thuộc nhóm trực khuẩn không điển hình. Nhờ nhiều loại enzim thích hợp
nên các vi khuẩn lactic điển hình có khả năng phân giải các đường đơn (glucose, galactose,
levulose ) thành acid lactic. Các loại khác nhau có thể tích tụ lượng acid khác nhau:

Lactobacterium bulgaricum tích tụ đến 3,5%, Thermobacter, Ribirium cerea là 2,2%,
Lactobacterium plantarum là 1%.
+ Các trực khuẩn lactic ưa nhiệt phát triển tốt ở môi trường acid yếu (pH=6,5), tuy nhiên
có loài phát triển ở pH=5,4 như Lactobacillus bulgaricus, cũng có loại phát triển tốt ở pH =3,8
trong khi các trực khuẩn xếp chuỗi không thể phát triển được, nhiệt độ tối ưu là 40÷45
0
C, đây là
vi khuẩn tạo được độ acid rất cao 300÷350
0
T.
+ Lactobacterium helveticum (trực khuẩn phomat) phát triển ở 22-51
0
C, làm cho sữa
chua tới 200÷300
0
T,
+ Lactobacterium bulgarium phát triển ở 22÷53
0
C tạo độ acid trong sữa 200÷300
0
T, độ
giới hạn là 200÷250
0
T.
+ Lactobacterium lactic phát triển ở 22÷50
0
C độ acid giới hạn là 110÷180
0
T
+ Betabacterium trên môi trường thạch tạo những khuẩn lạc giống như

khuẩn lạc của trực khuẩn lactic ưu nhiệt. Khi phát triển trong sữa vi khuẩn
này cho ít acid, nếu cho dịch tự phân của nấm men vào môi trường, vi khuẩn
này phát triển mạnh hẳn lên, đường sữa bị lên men bởi vi khuẩn này không
chỉ tạo thành acid lactic mà còn tạo nhiều acid dễ bay hơi. Trong sữa thường
có hai loại chính là Betabacterium causasium và Betabacterium breve.
+ Leuconostoc: là nhóm gồm những vi khuẩn lên men lactic không điển
hình. Chúng có dạng hình cầu nhưng trong môi trường acid chúng nhọn ở hai
đầu và dài ra sinh ra lượng acid có hạn vì thế không làm đông sữa. Trái lại
chúng hình thành từ đường, acetyl metyl carbonyl hoặc acetoin làm cho bơ
thơm. Loại vi khuẩn điển hình của giống này là Leuconostoc citrovorium
được ứng dụng trong sản xuất bơ.
Giá trị nhiệt độ và pH tối ưu cho sự sinh trưởng
của một số loài vi khuẩn lactic

Chương 2: ỨNG DỤNG CỦA LÊN MEN LACTIC
TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
2.1 SẢN XUẤT ACID LACTIC
Do vị chua dễ chịu và đặc tính bảo quản, acid lactic sản xuất công nghiệp được ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực, một lượng lớn acid lactic được sử dụng trong công nghệ thực phẩm. Nó
được sử dụng như một chất gia vị đối với các loại đồ uống nhẹ, tinh dầu, cao, dịch quả, mứt và
Loài vi sinh vật T
otp
(
0
C ) pH
otp
Lactococcus lactis
Lactococcus cremoris
Lactococcus diacetylactis
Streptococcus thermophilus

Lactobacillus bulgaricus
Lactobacillus helveticus
Lactobacillus casei
Lactobacillus kefir
Lactobacillus acidophilus
Lauconotoc lactis
Lauconotoc cremoris
Bifidobacterium bifidum
29 ÷ 34
28÷32
30÷34
40÷42
43÷46
43÷46
30÷37
30
37
20÷27
25÷30
37÷41
6,0÷6,5
6,0÷6,5
6,0÷6,5
6,0÷6,5
5,5÷6,0
5,5÷6,0
-
-
5,5÷6,0
5,5÷6,0

-
-
siro cũng như trong ngành đóng hộp hoa quả và cá. Acid lactic được dùng để acid hóa rượu
vang hoa quả nghèo acid, acid hóa dịch đường hóa trong công nghiệp sản xuất rượu mạnh và để
sản xuất bột chua trong ngành bánh mì. Acid lactic cũng được sử dụng trong công nghiệp thuộc
da, dệt và công nghiệp đồ nhựa.
Nguyên liệu: dùng để sản xuất acid lactic là mật rỉ, đường, tinh bột đã được đường hóa.
Nồng độ đường được sử dụng trong quá trình lên men lactic là 5 – 20%. Nếu sử dụng nguyên
liệu là mật rỉ thì phải làm trong vì trong đó có chứa các hợp chất nitơ làm ảnh hưởng đến quá
trình lên men. Quá trình này sẽ xảy ra rất tốt ở trong môi trường acid. Tuy nhiên, vi khuẩn lactic
không có khả năng chịu được khi có quá nhiều acid. Trong sản xuất, nếu dịch bị acid quá nhiều
mà chưa trung hòa được sẽ gây khó khăn cho vi sinh vật lactic phát triển nên trong sản xuất vì
vậy phải trung hòa lượng acid thừa đến pH = 6.3 – 6.5. Người ta thường dùng vôi tôi hoặc
cacbonat canxi để trung hòa, hoặc là cho vào trước, hoặc là cho vào sau và cho từ từ.
Lên men: Lactobacillus delbruecki đã được sử dụng để sản xuất acid lactic. Đó là loại vi
khuẩn đồng hình có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 45-48ºC, có ưu thế trong việc phòng ngừa sự
nhiễm trùng. Ngày nay ngoài Lactobacillus leichmanii và Lactobacillus bulgaricus, loài vi
khuẩn lactic này vẫn được ưu tiên sử dụng. Nếu dịch sữa được sử dụng làm nguyên liệu ban đầu
thì Lactobacillus bulgaricus sẽ được chọn vì do khả năng lên men lactose có hiệu quả của nó.
Các chất chứa tinh bột hoặc đường được sử dụng làm nguyên liệu thô. Các nguyên liệu
chứa tinh bột trước hết phải được phân giải bằng enzym hoặc bằng acid vì các Lactobacillus
không chứa các enzym phân giải tinh bột. Điều nay có nghĩa giá thành cao hơn sẽ phải trả cho
một công đoạn bổ sung và công đoạn nay cũng đem đến nhiều tạp chất. Việc sử dụng đường
sacarose 12-18% tạo nên một môi trường thuần khiết nhất và ít tốn kém nhất cho việc tách sản
phẩm.
Việc bổ sung các hợp chất nitơ hữu cơ và vô cơ như cao ngô, mầm mạch hoặc sunfat
amon có thể được giữ ở mức tối thiểu. Sau khi đun nóng đến 90-95ºC trong 1-2giờ nhiệt độ
được hạ thấp xuống tới 50ºC, CaCO
3
vô trùng được bổ sung làm chất đệm với mức độ hơi thừa

và môi trường được cấy bằng giống sơ cấp Lactobacillus delbrueckii hoạt động. Trong quá trình
lên men chính nhiệt độ được giữ ở nhiệt độ 48-50ºC và dịch nuôi được khuấy trộn để ngăn ngừa
CaCO
3
khỏi kết tủa. Thông thường sau 2-4 ngày đường được chuyển hóa hoàn toàn.
Quá trình lên men tiếp tục với Lactobacillus delbrueckii được tiến hành ở 50ºC. Môi
trường bao gồm một dịch thủy phân được làm từ 9 phần tinh bột ngô và một phần bột đại mạch
với acid H
2
SO
4
0,5N. Sau khi pha loãng tới khoảng 9% hàm lượng đường tổn số và bổ sung
những lượng nhỏ sunfat amon và sunfit natri môi trường được khử rồi cấy vi khuẩn. Việc trung
hòa acid sinh ra được tiến hành bằng sự bổ sung dung dịch Na
2
CO
3
song song với việc kiểm tra
pH. Tốc độ sản xuất sẽ là 89g/l/ngày trong quy trình một giai đoạn .Tuy nhiên nồng độ đường
còn lại phải thấp hơn 0,1% và do vậy quy mô sản xuất quy trình đã được tiến hành trong 2 hoặc
3 giai đoạn.Thời gian lên men có thể rút ngăn xuống còn ít hơn 2 ngày so với 5 ngày hoặc hơn
trong phương pháp không liên tục.
Ngoài ra 1,2 propandiol có được sử dụng làm nguồn cacbon cho quá trình sản xuất acid
lactic thể nhưng chỉ với chủng Arthrobacteroxidans, Alcaligenes faecalis hay Fusarium solani.
Khác với phương pháp cổ điển đây là quá trình hiếu khí được tiến hành ở 25-37ºC trong một
môi trường chứa 3% 1,2 propandiol; 0,4% ure; 0,1% K
2
HPO
4
; 0,05% MgSO

4
7H
2
O; 0,05%KCl;
0,001% FeSO
4
.7H
2
O và 0,05% cao nấm men. Quá trình bắt đầu ở pH 7-9 sau đó không cần điều
chỉnh pH. Sau 72 giờ có thể đạt 0,9% acid lactic trong môi trường ở 30ºC.
Trong hầu hết các quá trình, acid lactic được tạo thành dưới dạng muối canxi. Do lactat
canxi có tính tan thấp, nồng độ đường không được phép khối và các chất không tan khác, dịch
lên men được đun nóng để hòa tan toàn bộ lactat canxi. Dịch lọc được xử lý với H
2
SO
4
để giải
phóng acid lactic, acid này có thể tách khỏi sunfat canxi vừa được tạo thành. Sự thuần khiết hơn
nữa phụ thuộc vào mục đích ứng dụng. Một số phương pháp hay được ứng dụng là: loại màu
bằng than hoạt tính, trao đổi ion hay điện thẩm tích, chiết bằng dung môi, thuần khiết nhờ các
este etyl và metyl.
2.2. BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN CÁC SẢN PHẨM TỪ RAU QUẢ
Rau quả muối chua là sản phẩm thuộc nhóm sản phẩm lên men lactic. Trong quá trình lên
men này, chất đường có sẵn trong nguyên liệu được chuyển hóa thành acid lactic nhờ các vi sinh
vật lactic (một số vi khuẩn và nấm men). Acid lactic và các sản phẩm khác được tạo thành trong
quá trình lên men làm cho sản phẩm có hương vị đặc trưng. Ngoài ra, acid lactic còn có tác dụng
làm giảm pH của sản phẩm, ức chế hoạt động của nhiều loại vi sinh vật gây hư hỏng. Sản
phẩm đã lên men lactic đầy đủ có thể sử dụng để ăn ngay, không cần nấu nướng. Ở nước
ngoài, rau muối chua được sản xuất nhiều từ dưa chuột, bắp cải, cà chua và một số rau quả khác.
Ở nước ta, các loại rau được muối chua nhiều là cải bẹ, bắp cải, cà pháo, hành củ …

Sản phảm điển hình: Baép caûi muoái chua
Quy trình:
Vi sinh vaät Lactic
 Leuconostoc mesenteroides
 Lactobacillus cucumeris
 B. brassicae fermentati
 L. pentoacetius
Vai trò của quá trình lên men lactic:
Quá trình muối chua rau quả gồm có 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: muối ăn tạo áp suất thẩm thấu lớn nên đường và các chất dinh
dưỡng khác có trong nguyên liệu khuếch tán vào nước tạo môi trường thuận lợi cho các vi sinh
vật lactic và một số vi sinh vật khác hoạt động. Trên bề mặt nước muối xuất hiện những bọt khí,
đó là do hoạt động của vi khuẩn coli và một số vi sinh vật có khả năng sinh khí khác. Chủng vi
sinh vật lactic phát triển chủ yếu trong thời kỳ này là Leuconostoc mesenteroides. Đó là loại cầu
khuẩn có khả năng sinh khí và acid lactic. pH môi trường sẽ nhanh chóng giảm xuống, các vi
sinh vật có hại sẽ bị ức chế. Khí CO
2
sinh ra làm tăng điều kiện yếm khí, góp phần ức chế vi
sinh vật “lạ”, đồng thời ngăn cản được sự oxy hóa vitamine C và giữ được màu sắc tự nhiên của
rau cải. Ngoài ra, sự phát triển của chủng này sẽ làm môi trường biến đổi, tạo điều kiện thuận lợi
cho các chủng vi sinh vật lên men ở giai đoạn sau phát triển. Khi nồng độ acid ( chủ yếu là acid
lactic) đạt 0,25 – 0,3%, nó sẽ phát triển chậm dần và chết đi trong khi đó các enzyme mà nó tiết
ra vẫn tiếp tục chuyển hóa đường thành acid lactic.
+ Giai đoạn 2: các vi khuẩn lactic phát triển mạnh mẽ và acid lactic tích tụ được
nhiều. pH của môi trường giảm tới 3 – 3,5 và ức chế hoạt động của các vi khuẩn gây thối.
Chủng vi sinh vật lactic phát triển chủ yếu trong thời kỳ này là Lactobacillus
cucumeris, B. brassicae fermentati và 1 số chủng khác. Đây là thời kỳ quan trọng của quá trình
lên men. Trong giai đoạn này sản phẩm sẽ tích tụ được lượng acid lactic cao và có được hương
vị đặc trưng. Khi nồng độ acid đạt 1,5 – 2%, cùng với nồng độ muối cao và nhiệt độ thấp, các
chủng này sẽ bị giảm hoạt tính

+ Giai đoạn 3: một số chủng vi sinh vật lactic khác (ví dụ:L. pentoacetius…) sẽ
tiếp tục quá trình lên men và đưa nồng độ acid lên 2 – 2,5%. Lượng acid lactic tích lũy cao quay
lại ức chế hoạt động của chính các vi sinh vật này. Lúc này, 1 số nấm men và nấm mốc có khả
năng phân hủy acid lactic sẽ phát triển, làm giảm chất lượng sản phẩm. Do vậy, trong thời kỳ
này, để ngăn ngừa hiện tượng trên, ta có thể bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thấp (2 – 4
o
C) hoặc
bảo quản trong điều kiện yếm khí hay bảo quản bằng acid sorbic, natri benzoat…
2.3. BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN CÁC SẢN PHẨM TỪ THỊT, THỦY SẢN
2.3.1. Nem chua
Nem chua là một món ăn sử dụng thịt lợn, lợi dụng men của lá (lá ổi, lá sung v.v.) và thính
gạo để ủ chín, có vị chua ngậy. Nổi tiếng ở Việt Nam như một sản vật phổ biến tại nhiều địa
phương. Một số nước Đông Nam Á cũng có món tương tự nem chua Việt Nam (khá giống về
màu sắc và mùi vị). Ở Lào gọi món đó là Som mou, ở Thái Lan gọi món đó là Nham. Người
Thái hay dùng Nham làm món salad cay hoặc làm nham nướng.
Nguyên liệu: Thịt nạc mông heo 0.5kg, da heo 0.1kg, thính gạo 1 muỗng cà phê, muối
rang giã nhỏ ½ muỗng cà phê, tỏi 4 tép, potassium nitrat 0.25g.
Quy trình:
Vai trò của quá trình lên men lactic:
Trong quá trình chín tự nhiên của nem chua có hai quá trình xảy ra đồng thời là quá trình
lên men lactic và quá trình thủy phân protein. Trong quá trình lên men lactic dưới tác dụng của
vi khuẩn lactic tự nhiên nhiễm từ môi trường ngoài vào sẽ chuyển hóa lượng đường có trong
nem thành acid lactic và các sản phẩm phụ tạo cho nem có vị chua và mùi vị đặc trưng.
Nem có vị chua là do acid lactic phát sinh. Lúc đó pH cuả thịt xuống thấp (khoảng 4,5)
làm nem có vị chua, đồng thời protein của thịt bị đông tụ làm nem trở nên cứng chắc. Mặc dù ở
môi truờng acid, các loại vi khuẩn gây thối rữa thịt không hoạt động được, nên miếng nem
không bị hư thối trong quá trình bảo quản, nhưng ở pH 4,5 không ức chế được nấm mốc phát
Thịt nạc tươi
Thái nhỏ
Giã nhuyễn

Da heo
Luộc chín
Thái chỉ nhỏTrộn đều
Trộn với gia vị, thính
gạo, potassium nitrat
Làm thành viên
(to, nhỏ tùy ý)
Gói bằng lá ổi, lá vông
nem bên trong và lá
chuối bên ngoài
Để lên men ở nhiệt độ
phòng 2 ngày
Nem chua
triển (nấm mốc chỉ bị ức chế hoàn toàn khi pH<2), do đó cần có biện pháp phòng chống nấm
mốc, nếu muốn nem chua bảo quản được lâu.
2.3.2. Tôm chua
Tôm chua là một sản phẩm lên men lactic và thủy phân protein, làm từ các nguyên liệu:
tôm, cơm nếp, muối ăn và gia vị. Nó là một thức ăn thường thấy ở các tỉnh phía Nam. Từ Huế
trở vào tỉnh nào cũng muối tôm chua, nhưng tôm chua ở Huế là thơm ngon hơn cả.
Nguyên liệu: 1kg tôm đất tươi sống, 1 chén nhỏ xôi trắng, 150g riềng non, 50g tỏi, 1/2 lít
rượu trắng 40 độ, 50g ớt trái lớn, chín đỏ, ít lá ổi già rửa sạch, vẩy ráo, gia vị, vài nẹp tre mỏng
hoặc đĩa sứ tròn vừa đủ cho lọt qua miệng hũ dùng làm tôm.
Quy trình:
Vai trò của quá trình lên men lactic
Trong quá trình muối tôm chua thì có 4 quá trình sinh hóa sau đây diễn ra:
+ Quá trình sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn lactic
+ Quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường
+ Quá trình chuyển hóa đường thành acid lactic
+ Quá trình thủy phân protein
Hai quá trình quyết định đến chất lượng sản phẩm là quá trình lên men lactic và quá trình

thủy phân protein. Quá trình lên men lactic trong muối tôm chua xảy ra nhiều giai đoạn, tạo ra
nhiều sản phẩm trung gian. Trong giai đoạn đầu của quá trình chuyển hóa, sản phẩm chung là
acid pyruvic. Sau đó acid pyruvic bị khử thành acid lactic. Song song với quá trình tạo ra acid
lactic là quá trình lên men rượu, lên men acid acetic, acid propionic và acid butyric…Theo thời
gian muối tôm chua, các hợp chất trên được tạo ra, sự phối hợp giữa thành phần chính là acid
lactic cùng với rượu ethylic, acid acetic … tạo ra hương vị đặc trưng cho sản phẩm.
2.4 NGÀNH CÔNG NGHIỆP SỮA
2.4.1 Sữa chua
Sữa là thực phẩm tự nhiên có giá trị dinh dưỡng hoàn hảo. Sữa chứa hầu hết các chất
dinh dưỡng cần thiết cho người như: protein, lipid, các vitamin, các muối khoáng. Từ sữa, có thể
làm ra nhiều sản phẩm bổ dưỡng, được ưa chuộng như: bơ, phomai, sữa chua…
Sữa chua, một sản phẩm được lên men từ sữa, là loại thực phẩm có tác dụng tốt đối với
cơ thể và được dùng rất phổ biến. Do trong quá trình lên men sữa chua tạo ra acid lactic có khả
năng hạn chế vi sinh vật hoạt động phân giải lipid, protein, giúp bảo quản sữa. Sản phẩm sẽ có
độ tiêu hoá cao bởi các chất đã chuyển sang dạng cơ thể dễ hấp thụ, đặt biệt là đối với người già
và trẻ em.
Sự lên men sữa chua có thể tiến hành theo kiểu dân gian (lên men tự nhiên – nhờ hệ vi
khuẩn lactic có sẵn trong sữa), tuy nhiên kiểu này có tính chất gia đình quy mô nhỏ. vì trong giai
đoạn đầu có vi khuẩn gây thối rữa hoạt động nên làm giảm phẩm chất sản phẩm, đôi khi dẫn đến
hư hỏng sản phẩm. Do vậy để ổn định sản xuất; chất lượng sản phẩm cao, hiện nay trong công
nghiệp người ta phải thanh trùng Pasteur sữa (thanh trùng nhiệt 80 ÷ 900C) để nguội đến nhiệt
độ phù hợp lên men, lúc đó mới cấy vi khuẩn lactic thuần khiết vào.
Quy trình sản xuất theo quy mô gia đình:
Qui trình sản xuất theo qui mơ cơng nghiệp
Sữa đặc có
đường
Khuấy đều
Khuấy đều
Chiết hủ
Ủ

Bảo quản lạnh
Sữa
chua
T = 60-70
0
C
t = 3h
1,5 lon nước nguội
1 lon nước sôi
1 hủ cái
2.4.2. Sữa Kefir
Sữa nguyên liệu
Chuẩn hoá
Hiệu chỉnh SNF
Bài khí
Đồng hoá
Thanh trùng
Cấy giống
Lên men
Phối trộn
Bảo quản lạnh
Sữa chua
Rót sản phẩm
Puree quả
Hương liệu
Sữa Kefir (một sản phẩm sữa chua mới) là sản phẩm vừa lên men lactic nhờ nhóm vi khuẩn
lactic ưa ấm, vừa lên men rượu nhờ nấm men. Sản phẩm từ lâu đa được biết đến như một loại
thuốc thiên nhiên với nhiều dược tính được minh chứng qua quá trình sử dụng ở nhiều vùng trên
thế giới, nó giúp tăng cường khả năng miễn dịch, giảm căng thẳng thần kinh, làm tan sạn mật,
sạn thận, điều hoà huyết áp, làm ngưng sự tăng trưởng của tế bào ung thư và những lợi ích sức

khoẻ khác mà cho đến nay vẫn còn được xem là những điều bí mật.
Nguyên liệu: Sữa có chất lượng cao, không chứa kháng sinh và đạt các mức chỉ tiêu về
vi sinh. Hàm lượng chất béo có thể thay đổi tuỳ thị hiếu người tiêu dùng, sản phẩm Kefir thường
có hàm lượng chất béo từ 2,5÷3,5%.
Qui trình
Vai trò của quá trình lên men lactic: trong quá trình lên men Kefir, vi khuẩn lactic sẽ
chuyển đường lactose thành acid lactic, một số loại nấm men sử dụng đường lactose sẽ chuyển
hoá lactose thành ethanol và khí CO
2
. Trong dịch lên men chứa hàng trăm sản phẩm phụ từ hai
quá trình lên men lactic và ethanol nói trên. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành
nên hương vị của sản phẩm, đáng chú ý nhất là các acid hữu cơ như acid propiomic, acid formic,
acid succinic, các hợp chất bay hơi thuộc nhóm aldehyde (aldehyde acetic, diacetyl) và rượu cao
phân tử, nhiệt độ lên men
C
0
25
÷
C
0
30
.


2.4.3. Bơ
Bơ là một trong những loại thực phẩm lâu đời nhất mà con người biết đến và sử dụng
rộng rãi. Công nghiệp sản xuất bơ có từ khi người ta bắt đầu vắt sữa bò và đựơc công nghiệp
hoá kể từ khi Gustaf de Laval phát minh ra thiết bị tách chất béo - cream vào năm 1879. Năm
1880, chất lượng sản phẩm bơ được cải thiện đáng kể nhờ quá trình thanh trùng nguyên liệu
cream trong sản xuất. Và từ năm 1890, người ta bắt đầu sử dụng canh trường vi khuẩn lactic

thuần khiết trong sản xuất bơ lên men .
Quy trình
Vai trò của quá trình lên men lactic
Trong sản xuất bơ lên men, người ta sử dụng vi khuẩn lactic dạng LD, thường gặp nhất là
Streptococcucs diacetylactics và Leuconostos citrovorum. Vai trò của nhóm vi khuẩn này là:
+ Cấy giống vi sinh vật: các nhà máy sản xuất bơ sử dụng sinh khối vi khuẩn lactic dưới
dạng sấy thăng hoa do các hãng chuyên sản xuất giống vi sinh vật cung cấp hoặc có thể tự nhân
giống để phục vụ sản xuất. Môi trường nhân giống phổ biến là sữa gầy. Trước khi nhân giống,
sữa gầy được thanh trùng ở 90-
C
0
95
trong thời gian 15-30 phút. Thường sử dụng nhất là phương
pháp nhân giống theo nhiều cấp để có đủ số tế bào vi khuẩn cấy vào cream. Quá trình nhân
giống được thực hiện ở
C
0
20
. Thời gian nhân giống cho phép mỗi cấp là 7-12h. Canh trường vi
sinh vật thu được có độ chua 18-
SH
0
20
,số tế bào vi khuẩn có thể lên đến
9
10
tế bào/ml. Những
sản phẩm quan trọng trong canh trường là acid lactic, diacetyl và acid acetic ảnh hưởng trực tiếp
đến hương vị của bơ thành phẩm. Lượng giống vi khuẩn lactic cấy vào cream phụ thuộc vào chỉ
số iod của nguyên liệu và nhiệt độ lên men. Tỷ lệ giống thường khoảng 1-7%(v/v).

+ Lên men và sử lý nhiệt - lạnh: quá trình len men và sử lý nhiệt lạnh diễn ra song song.
Quá trình lên men được thực hiện trong thiết bị hình trụ, có cánh khuấy và bộ phận hiệu chỉnh
nhiệt độ. Vi khuẩn lactic sẽ sinh tổng hợp acid lactic và các sản phẩm trao đổi chất tạo độ chua
và hương vị đặc trưng cho cream. Tốc độ acid hoá cream và chế độ xử lý nhiệt sẽ ảnh hưởng
đến cấu trúc bơ thành phẩm. Mục đích của quá trình xử lý nhiệt- lạnh là kết tinh một lượng chất
béo có trong crem dựa vào chỉ số iod. Khi đó bơ thành phẩm sẽ không có cấu trúc quá cứng
hoặc quá mềm.

2.4.4 Phomat

Phomat là sản phẩm chế biến từ sữa có sử dụng quá trình lên men lactic. Đây là môt thực
phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, bảo quản được lâu, rất phổ biến và thích hợp khẩu vị người
châu Âu, châu Mỹ. Phomat có đến hàng nghìn loại khác nhau, tùy theo đặc điểm mùi vị, hình
dáng, hàm lượng chất béo. Phomat được coi là sản phẩm sữa bổ nhất. Phomat chứa một lượng
protein, chất béo tương đối cao nên độ sinh năng lượng tương đương với thịt lợn (2500-4500
kcal). Các protein, chất béo trong phomat đều ở dạng cơ thể dễ hấp thu, có đầy đủ các acid amin
không thay thế, các vitamin, các chất khoáng. Có những loại sản phẩm mà ai cũng có thể làm, ví
dụ như sữa chua, nhưng đối với phomat thì không phải ai cũng biết cách sản xuất, nhất là trong
quy mô công nghiệp.
Qui trình sản xuất phomat cứng và bán cứng
Vai trò của quá trình lên men lactic
Giai đoạn lên men sữa, kết tủa casein: sữa sau khi đã thanh trùng Pasteur ở 85 -95
0
C, 15 -
20 phút, dùng chế phẩm men renin và vi khuẩn lactic để kết tủa sữa. Vi khuẩn lactic lên men
sinh ra acid lactic, làm giảm pH môi trường tạo điều kiện thuận lợi để casein kết tủa và emzym
renin giúp cho giúp cho sự kết tủa cazein tốt hơn, cazein lắng xuống và thu được Phomat.
Ngoài tác dụng kết tủa, renin còn thủy phân một phần cazein thành pepton, acid amin…
Giai đoạn ép nén tách huyết thanh: phần casein kết tủa được ép từ 20 ÷ 24 giờ, ở nhiệt độ
35 ÷ 50

0
C. Trong thời gian này sự lên men lactic vẫn tiếp tục mạnh mẽ. Sau khi ép huyết thanh
ra khỏi cục sữa kết tủa, số lượng tế bào vi khuẩn lactic trong 1g Phomat đạt đến hàng tỉ. Phomat
lúc này có thành phần chủ yếu là casein và lipid. Huyết thanh sữa bị loại ra chứa lactoza,
lactalbumin, lactoglobulin…