TRÌNH BÀY CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ACID HỮU CƠ. PHÂN TÍCH ƯU- NHƯỢC ĐIỂM

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH


VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI: TRÌNH BÀY CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ACID
HỮU CƠ. PHÂN TÍCH ƯU- NHƯỢC ĐIỂM

GVHD: TS.Đàm Sao Mai
SVTH: Trần Tuấn Anh MSSV:
Từ Tôn Quý

MSSV: 09081961

Lê Thị Tiễn

MSSV: 09082621

Tô Thị Xuân

MSSV: 09074941


MỤC LỤC


A.

NỘI DUNG

I. Tổng quan về acid hữu cơ thực phẩm
1. Khái niệm chung
Axit hữu cơ là một hợp chất hữu cơ với các thuộc tính có tính axit . Các
axit hữu cơ phổ biến nhất là các axit cacboxylic , có axit có liên quan với
nhóm cacboxyl -COOH axit sulfonic , có chứa các nhóm SO2OH, axit tương
đối mạnh mẽ hơn. Cồn với -OH , có thể hoạt động như axit, nhưng họ
thường rất yếu. Sự ổn định tương đối của các cơ sở liên hợp của axit xác
định nồng độ axit của nó. Các nhóm khác cũng có thể trao axit, thường là
một cách yếu ớt: thiol nhóm-SH, enol nhóm, và nhóm phenol . Trong các hệ
thống sinh học, các hợp chất hữu cơ có chứa các nhóm này thường được gọi
là các axit hữu cơ.
Nói chung, các axit hữu cơ là acid yếu và không phân ly hoàn toàn trong
nước, trong khi các axit mạnh có thể hòa tan. Axit khối lượng phân tử hữu cơ
như axit lactic formic và thấp hơn có thể trộn lẫn trong nước, nhưng cao hơn
các axit khối lượng phân tử hữu cơ, chẳng hạn như axit benzoic, không hòa
tan ở dạng phân tử (trung tính) .
Mặt khác, hầu hết các axit hữu cơ hòa tan trong các dung môi hữu cơ pToluenesulfonic acid là một acid tương đối mạnh mẽ được sử dụng trong hóa
hữu cơ thường bởi vì nó có thể hòa tan trong dung môi hữu cơ phản ứng.
Trường hợp ngoại lệ với những đặc tính hòa tan tồn tại trong sự hiện diện
của các chất khác có ảnh hưởng đến sự phân cực của hợp chất.
2. Tầm quan trọng trong thực phẩm và nhiều ngành khác
Acid được ứng dụng như các chất phụ gia mà cung cho một hương
vị mạnh thực phẩm. Họ cũng hỗ trợ các thiết lập của gel và để hoạt
động như chất bảo quản.
Độ pH của thực phẩm là một biện pháp kiềm, axit hoặc trung lập.


Các mô sống có chứa các giải pháp được gọi là bộ đệm giúp đỡ để giữ

độ pH liên tục bên trong tế bào.
Nhiều loại thực phẩm tự nhiên có tính axit. Ví dụ, cam, chanh, táo,
cà chua, pho mát và sữa chua có chứa axit tự nhiên, chẳng hạn như axit
citric, cung cấp cho họ hương vị đặc trưng sắc nét của họ.
Axit, kiềm và bộ đệm có vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp thực
phẩm. Axit đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ như đóng góp quan trọng cho
hương vị và môi trường axit họ sản xuất ngăn chặn sự phát triển của nhiều vi
sinh vật. Bicarbonates, đặc biệt là bicarbonate soda, được sử dụng như phốt
phát trong khi chất kiềm nhẹ được sử dụng cho hành động đệm của họ cũng
như đối với hương vị đặc trưng của họ.
Theo ngành công nghiệp thực phẩm đã phát triển, do đó có tốc độ tăng
trưởng trong sản xuất thực phẩm chế biến. Nhiều người trong số này cần sự
bao gồm của một acidulant để cung cấp cho một hương vị chua có tính axit
hoặc.
3. Axit và ứng dụng trong thực phẩm
Bởi đến nay, các axit hữu cơ quan trọng nhất, linh hoạt và được sử dụng
rộng rãi là acid citric. Nó được sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm, đồ
uống và ngành công nghiệp dược phẩm. Mỗi năm khoảng 320.000 tấn axit
citric được sử dụng trong sản xuất thực phẩm và đồ uống.
Axit hữu cơ được sử dụng trong bảo quản thực phẩm vì tác dụng của
chúng vi khuẩn. Nguyên tắc cơ bản quan trọng về phương thức hành động
của các axit hữu cơ trên vi khuẩn axit không điện ly (không ion hóa) hữu cơ
có thể xâm nhập vào thành tế bào vi khuẩn và phá vỡ sinh lý bình thường của
một số loại vi khuẩn mà chúng ta gọi pH nhạy cảm , có nghĩa là rằng họ
không thể chịu được một gradient pH rộng bên trong và bên ngoài. Trong số
những vi khuẩn Escherichia coli , Salmonella spp, C. perfringens , Listeria
monocytogenes , Campylobacter loài.


Sau khi khuếch tán thụ động của các axit hữu cơ vào vi khuẩn, độ pH

trung lập gần hoặc trên, các axit sẽ phân tách và giảm độ pH vi khuẩn nội bộ,
dẫn đến tình huống đó sẽ làm giảm hoặc ngăn chặn sự phát triển của vi
khuẩn. Mặt khác, một phần anion của các axit hữu cơ không thể thoát khỏi
các vi khuẩn ở dạng không liên sẽ tích lũy trong các vi khuẩn và phá vỡ
nhiều chức năng trao đổi chất, dẫn đến tăng áp suất thẩm thấu, không phù
hợp với sự tồn tại của vi khuẩn.
Nó đã được chứng minh rằng nhà nước của các axit hữu cơ
(undissociated hoặc không liên) là cực kỳ quan trọng để xác định năng lực
của họ để ức chế sự phát triển của vi khuẩn, so với axit undissociated.
Lactic acid và muối của nó sodium lactate và lactate kali được sử dụng
rộng rãi như các kháng sinh trong sản phẩm thực phẩm, thịt, đặc biệt là gia
cầm chẳng hạn như thịt giăm bông và xúc xích
- Chất tinh bột, protein, chất béo, vitamin, enzyme
-Trong thực phẩm, axít hữu cơ có nguồn gốc từ các quá trình hóa sinh tự
nhiên hoặc được thêm vào như là các chất bảo quản, acidulants và ổn định.
Axit hữu cơ góp phần vào các đặc tính cảm giác của thực phẩm bằng cách
cung cấp hương vị và mùi thơm. Axit citric được sử dụng rộng rãi trong
nước ngọt để cung cấp cho họ với hương vị chua của trái cây họ cam quýt .
Trong ngành công nghiệp thực phẩm, axít hữu cơ được sử dụng như tác nhân
kháng khuẩn: axit formic được sử dụng như một chất bảo quản trong thức ăn
chăn nuôi, nơi nó có thể tiêu diệt vi khuẩn salmonella.
4. Phân loại sử dụng trong thực phẩm
Acid hữu cơ hiện nay được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm.
Các acid sau được sắp xếp theo thứ tự giảm dần về tầm quan trọng, đó là acid
citric, acetic, lactic, tartaric, malic, gluconic, propionic và fumaric. Acid hữu
cơ có thể được sản xuất bằng phương pháp hoá học, sinh học (lên men hoặc
sử dụng enzyme), tách chiết từ các phụ phẩm sau khi lên men... . Hàng năm


sản lượng, acid citric và acid acetic sử dụng nghệ chiếm khoảng ba phần tư

tổng số acid hữu cơ sử dụng trong công thực phẩm.
Trong thực phẩm có nhiều loại acid hữu cơ được sử dụng. Sau đây nhóm
xin giới thiệu một số loại phổ biến cũng như các phương pháp sản xuất
II.

Kỹ thuật sản xuất acid hữu cơ thực phẩm từ Vi Sinh Vật theo phương pháp
truyền thống.
1. Acid Citric
1.1 Khái niệm chung
Axít citric là một axít hữu cơ thuộc
loại yếu và nó 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 axít citric
đóng một vai trò trung gian vô cùng
quan trọng trong chu trình axít citric của quá trình trao đổi chất xảy ra trong
tất cả các vật thể sống.
Ngoài ra axít 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.
Axít 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.

-

Tên theo IUPAC: Axit 2-hydroxypropan-1,2,3-tricacboxylic
Tên thông thường: Axit chanh



Công thức phân tử: C6H8O7
Khối lượng phân tử: 192.13 g/mol
Có dạng: tinh thể màu trắng
Nhiệt độ nóng chảy: 153oC
Nhiệt độ sôi: 175oC (phân hủy)
Tính chất:
- Tính axít của axit citric là do ảnh hưởng của nhóm carboxyl -COOH, mỗi
nhóm carboxyl có thể cho đi một proton để tạo thành ion citrat. Các muối
citrat dùng làm dung dịch đệm rất tốt để hạn chế sự thay đổi pH của các
dung dịch axít.
- Các ion citrat kết hợp với các ion kim loại để tạo thành muối, phổ biến nhất
là muối canxi citrat dùng làm chất bảo quản và giữ vị cho thực phẩm. Bên
cạnh đó ion citrat có thể kết hợp với các ion kim loại tạo thành các phức
dùng làm chất bảo quản và làm mềm nước.
- Ở nhiệt độ phòng thì axít citric tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng dạng bột
hoặc ở dạng khan hay là dạng monohydrat có chứa một phân tử nước trong
mỗi phân tử của axít citric. Dạng khan thu được khi axít citric kết tinh
trong nước nóng, trái lại dạng monohydrat lại kết tinh trong nước lạnh. Ở
nhiệt độ trên 74oC dạng monohydrat sẽ chuyển sang dạng khan.
- Về mặt hóa học thì axít citric cũng có tính chất tương tự như các axít
carboxylic khác. Khi nhiệt độ trên 175oC thì nó phân hủy tạo thành CO2
và nước.

1.2 Nguyên liệu và Vi Sinh vật
1.2.1 Yêu cầu đối với nguyên liệu lên men acid citric
- Nguyên liệu phải đảm bảo đủ lượng đường cho vi sinh vật phát triển.
- Giống vi sinh vật dùng trong sản xuất acid citric phải đảm bảo các yêu cầu

sau:
+
+
+

Có khả năng tạo acid rất mạnh.
Có khả năng chịu được môi trường acid khi lượng acid citric tăng cao.
Ít tạo ra những acid hữu cơ khác như: acid oxalic, acid gluconic, acid

fumaric.


1.2.2 Một số nguyên liệu gluxit
 Mật rỉ
Mật rỉ là một phụ phẩm của ngành sản xuất đường, là sản phẩm cuối
cùng của quá trình sản xuất đường mà từ đó đường không còn có thể kết
tinh một cách kinh tế nữa bởi các công nghệ thông thường. Thành phần
chính của mật rỉ là đường, chủ yếu là sucroza với một ít glucoza và
fructoza. Nói chung, sản lượng mật rỉ bằng khoảng 1/3 sản lượng đường sản
xuất. Cứ khoảng 100 tấn cây mía đem ép thì có 3-4 tấn rỉ mật được sản
xuất.
 Tinh bột
Sắn:
-

Độc tố trong sắn có tên chung là Phazeolunatin chứa nhiều trong sắn đắng,
chủ yếu ở vỏ và cùi, hàm lượng của Phazeolunatin vào khoảng 0,001 –

-

0,04%.
Phazeolunatin không độc nhưng khi bị thủy phân thì các glucozit này sẽ
giải phóng HCN, là một chất gây độc cho cơ thể. Tuy nhiên dễ bay hơi và

-

dễ hòa tan trong nước lạnh hay nước vơi nên dễ loại bỏ.
Sắn thái lát, phơi khô giảm đáng kể số lượng HCN.
Ngô: Hạt ngô gồm hai phần chính: Phôi và nội nhũ. Phôi chiếm 10 – 13%
trọng lượng hạt, nội nhũ chiếm 83 – 85%, vỏ chiếm 2 – 5%.

1.2.3 Phân tích chọn nguyên liệu thích hợp cho việc sản xuất acid citric
Hàm lượng gluxit có trong ngô là cao nhất (67,9%), tiếp đến là mật rỉ,
khoai lang, sắn, và cuối cùng là khoai tây. Tuy nhiên bản chất của lên men
citric là quá trình oxy hóa đường thành acid citric dưới tác dụng của vi sinh
vật mà trong các nguyên liệu tinh bột ( ngô, sắn, khoai,..) muốn sản xuất ra
acid citric cần phải trải qua giai đoạn thủy phân tinh bột thành đường, từ
đường dưới tác dụng của vi sinh vật tạo thành acid citric rất mất nhiều thời
gian và chi phí, trong khi đó mật rỉ thành phần hóa học chủ yếu là đường vi
sinh vật sẽ trực tiếp sử dụng đường để tạo thành acid citric, mặt khác mật rỉ
là nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm do đó mật rỉ là nguyên liệu được sử dụng


nhiều hơn trong việc sản xuất acid citric, tuy nhiên cần xử lí mật rỉ trước
khi sử dụng vì trong mật rỉ chứa chất màu, hệ keo, đặc biệt là kim loại nặng
ảnh hưởng đến quá trình lên men, ức chế vi sinh vật phát triển.
1.2.4 Vi sinh vật
Aspergillus niger là một loại nấm sợi và là một trong những loài phổ
biến nhất của các chi Aspergillus có nhiều ứng dụng trong công nghệ sinh
học, nhiệt độ tối ưu ở 35-37 ° C, pH từ 1,4 đến 9,8. Nó gây ra một căn bệnh

được gọi là nấm mốc đen trên một số loại trái cây và rau quả như nho, hành
tây, đậu phộng, và là một chất gây ô nhiễm phổ biến của thực phẩm.
A. niger là vi sinh vật hiếu khí phát triển trên các chất hữu cơ, do đó
nó có thể được tìm thấy gần như ở khắp mọi nơi trong môi trường có chứa
đất. Ngoài ra, nó được tìm thấy trong chất thải, nguyên liệu thực vật phân
hủy và phân hữu cơ trong môi trường ngoài trời. Môi trường ẩm trong nhà
tạo ra một môi trường sống tốt cho sự phát triển của nấm mốc. Chẳng hạn
như trong các lĩnh vực hộ gia đình thông thường, trên các bức tường trong
phòng tắm hoặc các khu vực khác có mositure.
1.3 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men acid citric
Trong quá trình này glucose được chuyển hoá thành axit pyruvic theo
con đường EMP (Embden-Mayerhof-Parnas), sau đó axit pyruvic tiếp tục
chuyển hoá thành axit citric. Phương trình tổng quát của quá trình này như
sau:
2C6H12O6 + 3 O2 → 6C6H8O7 + 4H2O
Glucose

acid Citric

Có nhiều loài nấm mốc có khả năng oxy hóa gluxit thành axit citric
như Rhizopus, Aspergillus, Penicillium. Trong đó quan trọng nhất là
Aspergillus niger.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men


- Vi sinh vật: Vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men. Do

đó cần lựa chọn vi sinh vật phù hợp cho quá trình lên men citric, thông
thường để quá trình tổng hợp acid citric xảy ra mạnh thì vi sinh vật phải có
khả năng tạo ra acid cao, nếu khả năng tạo ra acid của vi sinh thấp thì

không thể sản xuất ra 1 lượng lớn acid citric được; mặt khác vi sinh vật phải
có khả năng chịu được acid khi lượng acid tăng cao nếu không trong quá
trình lên men acid hình thành lớn vi sinh vật sẽ chết và sẽ ức chế khả năng
tạo acid citric, ngoài ra chủng vi sinh vật sử dụng cần phải ít tạo ra những
acid hữu cơ khác như: acid oxalic, acid gluconic, acid fumaric vì nếu các
acid này hình thành nhiều sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng của acid citric.
- Nguyên liệu: Nguyên liệu thích hợp cho sản xuất acid citric là nguyên liệu
chứa nhiều đường (ví dụ: mật rỉ,...) vì sinh vật sẽ oxi hóa đường để tạo
thành acid citric, Nồng độ axit citric cao nhất đạt được nếu phát triển ở môi
trường có nồng độ đường ban đầu cao (15−20% w/v), nếu không đủ lượng
đường cho vi sinh vật sử dụng thì khả năng tổng hợp acid citric kém, ngoài
ra nguyên liệu phải không lẫn nhiều tạp, chất kim loại nặng đặc biệt là sắt
nếu hàm lương sắt quá giới hạn thì cần phải loại bỏ.
- Môi trường dinh dưỡng: Nấm mốc cần đường, tinh bột và các muối vô cơ.
Trong điều kiện thường nấm mốc chỉ phát triển sinh khối tạo ra rất ít axit
citric. Trong trường hợp môi trường nhiều cabon và ít nitơ (lượng đường 4
÷ 20%, nitơ 0.07%, ngoài ra còn bổ sung thêm nguyên tố khoáng như P, Fe,
Zn…) thì quá trình tổng hợp axit citric xảy ra mạnh.
- pH môi trường: pH thích hợp để tạo thành axit citric từ 3 ÷ 4, tùy thuộc vào
chủng nấm mốc sử dụng. Ta có thể axit hoá môi trường bằng HCl, pH môi
trường phụ thuộc vào nguồn nitơ. Nếu sử dụng NH 4NO3 thì pH thích hợp là
3, nếu sử dụng NH4Cl thì pH thích hợp là 4. Trong quá trình lên men do sự
tạo thành axit citric nên pH giảm mạnh, vì vậy cần phải điều chỉnh pH của
môi trường cho thích hợp.
- Sự thoáng khí: Quá trình oxi hoá cần một lượng lớn oxy, vì vậy cần phải
cung cấp không khí cho quá trình lên men bằng cách thông thoáng khí môi


trường. Ngoài ra sự thông thoáng khí còn giảm lượng khí cacbonic trong
môi

trường.

Trong thực tế sản xuất người ta thường thổi không khí vô trùng vào dịch lên
men.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men tạo axit citric là 31 –
37oC. Thấp hơn thì tạo axit gluconic, cao hơn thì việc tạo axit citric bị kìm
hãm. Thời gian lên men khoảng 7 – 10 ngày.
- Thời gian lên men: Thời gian tối ưu để quá trình sản xuất axit citric đạt tối
đa phụ thuộc vào chủng được sử dụng, thành phần hóa học của môi trường,
hệ thống lên men, và nói chung, các điều kiện theo đó quá trình lên men
diễn ra. Trong quá trình lên men bề mặt, thời gian lên men thường được
hoàn thành trong 10-20 ngày, trong khi ở quá trình lên men chìm thời gian ủ
ngắn hơn nhiều khoảng từ (5-10 ngày). Trong quá trình lên men trạng thái
rắn thời gian lên men phụ thuộc mạnh mẽ vào chất tiêm chủng được sử
dụng, độ ẩm bề mặt, độ pH ban đầu, nhiệt độ và lượng mẫu trong môi
trường (ví dụ, vỏ hạt carob hoặc sung). Trong trường hợp này, nồng độ tối
đa acid citric đạt được từ trong khoảng 10 đến 15 ngày.
 Kết luận:
Từ các yếu tố ảnh hưởng trên ta có thể kết luận điều kiện tối ưu để lên men
citric là:
- Giống vi sinh vật dùng trong sản xuất acid citric phải đảm bảo: có khả năng

tạo acid rất mạnh,có khả năng chịu được môi trường acid khi lượng acid
citric tăng cao, it tạo ra những acid hữu cơ khác như: acid oxalic, acid
gluconic, acid fumaric.
- Nguyên liệu đủ lượng đường cho vi sinh vật hoạt động, không lẫn tạp chất
quá gới hạn.
- Môi trường nhiều cabon và ít nitơ (lượng đường 4 ÷ 20%, nitơ 0.07%,
ngoài ra còn bổ sung thêm nguyên tố khoáng như P, Fe, Zn…)

- pH:3-4
- Đảm bảo sự thoáng khí và giảm lượng khí cacbon trong môi trường.
- Nhiệt độ thích hợp: 31 – 37oC


1.4 Quy trình công nghệ sản xuất
1.4.1. Các giai đoạn của quá trình lên men
Quá trình sản xuất acid citric bằng phương pháp lên men có thể chia ra ba
giai đoạn sau:
a) Chuẩn bị dịch lên men

Nguyên liệu chủ yếu để lên men citric là đường. Ngoài ra N 2, P, S, Zn,
Fe và Mg cũng là những thành phần rất quan trọng của môi trường lên men.
Người ta đã chứng tỏ rằng hiệu suất của acid citric sẽ cao khi màng nấm
mỏng và khi có hình thành bào tử nhưng rất yếu. Và điều đó thường xảy ra
khi hàm lượng muối trong môi trường là cực tiểu.
- Nitơ là thành phần quan trọng nhất thường được đưa vào môi trường lên

men dưới dạng NH4Cl, NH4NO3. Hiệu suất của quá trình lên men là cực
đại nếu hàm lượng nitơ có trong dịch lên men là 0,07%.
- Phospho cũng là nguyên tố rất quan trọng. Thiếu P, hệ sợi nấm tạo thành

yếu và sẽ thiên về tổng hợp ra acid gluconic. Còn khi không có P thì hệ sợi
nấm lại không phát triển. Thường hàm lượng P2O5 khoảng 0,016 – 0,021%
là thích hợp để cho hiệu suất cao.
- Lưu huỳnh thường được đưa vào môi trường lên men dưới dạng muối
magie sulfat, kẽm sulfat và sắt sulfat. Lượng S thích hợp là 71,1ml/l. tăng
lượng S cao hơn sẽ giảm khả năng tổng hợp acid citric của hệ sợi. Các
nguyên tố khác như Mg, Zn, và Fe cũng không kém quan trọng. Loại trừ Zn
ra khỏi môi trường thì hầu như không tổng hợp ra được acid citric. Hiệu

suất của acid citric sẽ rất cao nếu như Zn, Fe, Mg có mặt với hàm lượng
giới hạn.
Như vậy các nguyên tố vô cơ là nhân tố điều chỉnh sự tân tạo acid
citric rất quan trọng. Trong các đường làm nguyên liệu thì saccharose (chứa
trong rỉ đường) và glucoza kỹ thuật là tốt hơn cả. Đường củ cải tạo điều
kiện cho hệ sợi nấm sinh trưởng tốt và hiệu suất acid cao. Hiệu suất acid
cực đại khi nồng độ đường trong dịch lên men tương đối lớn (25%). Nồng


độ đường cao hơn, quá trình lên men bị ức chế. Khi hết glucid thì hệ sợi
nấm bắt đầu sử dụng đến acid citric. Khi đó phần lớn (85%) acid được hệ
sợi dùng cho hô hấp: C6H8O7 + 4,5O2 = 6CO2 + 4H2O
b) Lên men

Trong giai đoạn lên men acid citric thì độ pH, nhiệt độ và độ thoáng
khí có ý nghĩa rất quan trọng. ( các yếu tố ảnh hưởng này đã trình bày ở
mục

1.2

)

Có thể lên men bằng phương pháp nuôi cấy bề mặt hoặc bằng phương pháp
nuôi cấy chiều sâu.
c) Xử lý dịch đã lên men để thu acid citric

Dung dịch đã lên men là một hỗn hợp các acid limonic, acid gluconic,
acid oxalic, đường chưa bị lên men và các tạp chất vô cơ (trong đó acid
citric 40 – 50g/l, acid gluconic 3g/l, acid oxalic 1g/l, đường chưa lên men
70g/l).Trung hòa dung dịch bằng phấn. Dựa vào độ hòa tan khác nhau của

các muối tạo thành để tách muối canxi citrat. Citrat hòa tan ít trong nước
sôi, nhưng hòa tan trong nước lạnh, canxi oxalat không hòa tan, còn canxi
gluconat thì hòa tan ở bất kì nhiệt độ nào. Lọc để tách kết tủa canxi citrat ra.
Phân ly canxi citrat bằng acid sulfuric để tạo ra acid citric. Cô đặc và kết
tinh acid citric .
1.4.2. Các phương pháp lên men acid citric
a. Phương pháp lên men bề mặt
Phương pháp lên men bề mặt ứng dụng nhiều vào những năm đầu của
thế kỷ XX, theo đó các vi sinh vật phát triển hẳn trên bề mặt môi trường
nằm giữa pha rắn và pha khí hoặc nằm giữa pha lỏng và pha khí. Như vậy,
phương pháp lên men bề mặt có thể sử dụng hai loại môi trường: môi
trường bán rắn, còn gọi là môi trường xốp và môi trường lỏng.
 Lên men bề mặt với môi trường bán rắn


Phương pháp này ít được áp dụng vì hiệu suất thu không cao và khá
phức tạp ở khâu chiết, tách acid citric. Trước kia người ta dùng môi trường
cám mì, cám gạo có trộn khoảng 15 - 25% trấu để tăng độ xốp của môi
trường. Ngoài ra, trong một số cơ sở người ta còn dùng môi trường khác từ
sắn, khoai tây, bắp… Môi trường làm nguyên liệu phải được nghiền nhỏ
đến kích thước vừa phải. Sau khi nghiền xong môi trường phải được làm
ấm đến độ ẩm khoảng 60 - 65% và đem hấp thanh trùng bằng hơi nóng.
Môi trường làm xong phải được làm nguội và chuẩn bị cho quá trình nuôi
cấy. Trước đó ta phải chuẩn bị giống. Quá trình này còn gọi là giai đoạn thu
nhận bào tử giống.
Phương pháp thu nhận bào tử giống: Có 2 phương pháp thu nhận:
•

Phương pháp thứ nhất: Chuẩn bị 3 - 4 bình tam giác dung tích 150 ml, cho
vào đó khoảng 50g cám để có độ ẩm 60%. Hấp thanh trùng và để nguội.

Từ ống giống Aspergillus niger gốc, ta chuyển toàn bộ khuẩn lạc bằng cách
cho vào mỗi ống nghiệm 10ml nước vô trùng, khuấy đều cho bào tử giống
trong ống nghiệm hòa trộn trong nước. Bằng phương pháp vô trùng chuyển
toàn bộ sang các bình tam giác đã chuẩn bị môi trường sẵn. Lắc đều cho
môi trường trộn đều bào tử. Nuôi chúng trong tủ ấm có nhiệt độ 30 - 37 oC,
trong thời gian 3 ngày. Khi thấy trong bình tam giác toàn là bào tử màu đen
là kết thúc giai đoạn nuôi cấy.
Tiếp đó, cũng môi trường như trên nhưng được chuẩn bị vào khay
nhôm hoặc inox. Tải đều khi cho 10% môi trường giống từ bình tam giác đã
nuôi ở trên vào. Chiều dày khối trộn khoảng tử 3 - 5cm. Để trong phòng có
nhiệt độ ổn định là 32oC. Nuôi trong khoảng 3 - 4 ngày khi bào tử màu đen
xuất hiện kín bề mặt môi trường, đem sấy ở nhiệt độ < 40 oC ta thu được

•

giống bào tử sẵn sàng cho quá trình sản xuất đại trà.
Phương pháp thứ 2: Người ta nuôi trong môi trường lỏng giống Aspergillus
niger. Môi trường để thu nhận bào tử có thành phần như sau:
Dung dịch nước malt có nồng độ chất khô 3 - 5%.


NH4Cl:0,25g
KH2PO4 1,25g
MgSO4 0,25g
FeSO4 0,0125g
Môi trường đã chuẩn bị xong được đưa vào bình có dung tích 2 - 3lít
với chiều cao của dung dịch trong các bình là 1cm, đem hấp thanh trùng ở 1
at trong 30phút. Sau đó chuyển giống từ ống nghiệm giống vào. Tiến hành
nuôi ở nhiệt độ 32oC trong thời gian 4 ngày hoặc lâu hơn cho đến khi trên
bề mặt xuất hiện váng nấm sợi, lúc đầu là màu trắng sau đó là đen chứa

toàn bào tử. Người ta thu bào tử này đem sấy ở nhiệt độ < 40 oC và dùng nó
như bào tử giống cấp 1. Để sản xuất bào tử giống cấp 2,3, người ta thực
hiện như quá trình nuôi nấm sợi trên khay đã trình bày ở trên.
Cách thức thực hiện quá trình lên men bề mặt:
Trộn cám với nước theo tỷ lệ 1:1. Hấp thanh trùng ở 1at trong 30 phút
và tãi đều ra khay, sau khi làm nguội sẽ được trộn giống với tỷ lệ 0,3 0,5%. Chiều dày của khối cám + bào tử giống khoảng 3 - 5cm. Tiến hành
nuôi ở nhiệt độ ổn định là 30 - 32 oC trong 4 - 5 ngày. Thời gian lên men kết
thúc khi bào tử nấm sợi mới bắt đầu xuất hiện nhiều nhưng chưa hoàn toàn
chuyển qua màu đen. Phương pháp nuôi cấy bề mặt để thu nhận acid citric
trên môi trường bán rắn hiện nay không còn áp dụng ở các nước châu Âu
nữa. Tuy nhiên, ở nhiều nước vẫn phương pháp này vẫn còn được áp dụng
và thay cám bằng bột khoai mì. Cứ 3 – 4kg bột khoai mì người ta thu được
1kg acid citric.
 Lên men bề mặt với môi trường lỏng

Thông thường người ta thay đường saccharose bằng mật rỉ. Mật rỉ được xử
lý trước khi làm môi trường. Xử lý mật rỉ gồm 3 vấn đề cần giải quyết:
-

Xử lý màu
Xử lý hệ keo có trong mật rỉ
Xử lý sắt nếu mật rỉ chứa sắt


Mật rỉ đường cần phải được xử lý màu và hệ keo bằng cách cho dịch qua
than họat tính để hấp phụ và pha loãng để điều chỉnh hệ keo của dịch mật rỉ.
Nếu trong mật rỉ có Fe3+ người ta cho vào mật rỉ sau pha loãng K4{Fe(CN)6}.
Tiếp theo ta hiệu chỉnh hàm lượng đường và pH để thuận lợi cho quá
trình lên men. Hàm lượng đường được hiệu chỉnh ở hàm lượng từ 14 - 15%
về khối lượng.

Ngoài ra để quá trình lên men thuận lợi cho vi sinh vật người ta bổ sung
MgSO4, NH4NO3, KH2PO4 và điều chỉnh pH từ 2,2 - 6 tùy thuộc vào thành
phần các chất bổ sung mà điều chỉnh pH cho hợp lý. Quá trình chuẩn bị
giống đã được trình bày ở mục trên.
Môi trường lên men phải được lọc ky và thanh trùng, làm nguội, phân
phối vào các khay, nuôi ở nhiệt độ 28 – 32 OC trong thời gian từ 48 - 72 giờ.
Quá trình lên men trên bề mặt của dịch lỏng nhờ lớp váng dày ở trên đó là
khuẩn lạc của nấm Aspergillus niger.
Acid citric sẽ được thẩm thấu qua màng tế bào vào môi trường. Kết thúc
quá trình lên men, người ta lấy phần dịch lên men đem đi lọc để thu acid
citric và tiếp tục lên men mẻ mới.
b. Phương pháp lên men chìm

Trong công nghệ sản xuất acid citric theo phương pháp chìm, người ta sử
dụng môi trường giống như môi trường lỏng dùng trong phương pháp lên
men bề mặt.
Quá trình được thực hiện trong các thiết bị lên men có cánh khuấy và có
hệ thống thổi khí liên tục. Người ta tiến hành lên men ở 28 – 32 0C trong thời
gian 6 – 7 ngày.
Trong qúa trình lên men, người ta thường phải sử dụng CaCO 3 để điều
chỉnh pH vì acid citric được tạo thành sẽ làm giảm pH xuống 1 – 1,5. Việc
điều chỉnh này còn có ý nghĩa là người ta chuyển acid citric thành xitrat


canxi lắng xuống. Kết thúc quá trình lên men, người ta sử dụng H 2SO4 để
tách acid citric ra. Tiến hành cô đặc và kết tinh acid citric.
c. Thu hồi và tinh chế acid acetic

Phương pháp phổ biến để thu hồi và kết tinh acid citric là kết tủa citrate:
- Đầu tiên sinh khối nấm và các chất không tan được lọc bằng hệ thống lọc

băng liên tục
- Citrat canxi được kết tủa từ dịch lọc bằng cách bổ sung hydroxit canxi vôi:
+
+

Ở 700C sản phẩm là tricanxium tetrahydrat vô định hình.
Ở 900C sản phẩm chủ yếu là dicalcium hydro citrat tinh thể

- Trường hợp lên men chìm, việc loại bỏ acid oxalic là không cần thiết bởi
trong quá trình
này pH có thể dễ dàng khống chế
- Lượng acid citric trong dịch lọc có thể được kết tủa lần nữa nhờ việc bổ
sung vôi cho tới khi pH = 5.8
- Phần kết tủa được lọc tiếp bằng một băng lọc khác và phần dịch được loại
bỏ.
- Việc rửa kết tủa nhằm loại bỏ các tạp chất bám theo như đường, protein
thủy phân từ sinh khối nấm.
- Các tinh thể sau khi rửa và acid sunfuric 98% được chuyển đồng thời vào
hỗn hợp chứa 40% acid citric pH = 0,5 – 0,6.
- Phản ứng tiếp theo tạo acid citric và tủa dihydrat sulphat canxi (thạch cao)
- Sau đó dịch lọc được xử lý màu bằng than hoạt tính.
- Các ion kim loại, sunphat canxi được loại bỏ bởi cột trao đổi cation mạnh
và anion yếu (bước loại khoáng).
- Dung dịch sau đó được cô tới nồng độ 700kgm -3 và chuyển vào hệ thống
kết tinh chân không ở nhiệt độ 350C.
- Tinh thể acid citric được tách bằng ly tâm và làm khô trong hệ thống sấy
tầng sôi 2 giai đoạn:
+

Giai đoạn đầu sử dụng khí nóng 900C

+

Giai đoạn 2: khí ở 200C, độ ẩm 30-40% bởi các tinh thể tạo ra rất háo

nước
- 20% dịch gốc được pha loãng với nước rửa thiết bị, loại màu và chuyển
ngược về bước xử lý bằng canxi hydroxit.
- Phần còn lại dịch gốc được loại màu, loại khoáng và quay về bộ phận kết
tinh
- Quy trình tách chiết pha lỏng, acid citric được tách từ dịch lên men sử dụng
hỗn hợp trilaurylamine, n-octanol và C10- hoặc C11- isoparafin.
- Dịch chiết được gia nhiệt và rửa bằng nước theo chiều ngược tạo ra sản
phẩm là dịch acid citric
- Dịch thu acid sau đó được xử lý bằng than hoạt tính, cô đặc và kết tinh tạo
thành tinh thể acid citric.
1.5 Ứng dụng trong thực phẩm và công nghiệp
Với vai trò là một chất phụ gia thực phẩm, axít citric được dùng làm gia
vị, chất bảo quản thực phẩm và đồ uống, đặc biệt là nước giải khát, nó mang
mã số E3305. 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.Citric axít 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 axít citric
còn dùng để sản xuất các chất trao đổi ion dùng để là mềm nước bằng cách
tách ion kim loại ra khỏi phức Citrat.Axít citric được dùng trong công nghệ
sinh học và công nghiệp dược phẩm để làm sạch ống dẫn thay vì phải dùng

axít nitric.
Ở Anh, axít citric được dùng làm chất đệm để cho heroin nâu dễ hòa tan
hơn. Một túi axít 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.
Citric axít 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 axít citric bạn sẽ bị liệt kê vào sổ đen của các âm mưu khủng bố.
Axít 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.
 Ứng dụng trong hóa học:
- 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 mềm nước bằng cách
tách ion kim loại ra khỏi phức citrat.
- 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 được sử dụng trong xi-rô, chất làm se, loại viên sủi và loại

thuốc bột. Nó cũng được sử dụng trong truyền máu.
2. Acid Lactic
2.2 Khái niệm chung
Acid lactic là hợp chất hữu cơ thu được bằng phương pháp lên men do
tác nhân lên men chủ yếu là vi sinh vật.


-

Công thức phân tử: C3H6O3
Công thức tổng quát: CH3 -CHOH-COOH.
Acid lactic còn có tên gọi khác là 1- hydroxyethanol cacbonxylic hay
acid 2- hydroxypropanoic. Trong cấu tạo phân tử của chúng có một cacbon
bất đối xứng nên chúng có hai đồng phân quang học: D –acid lactic và Lacid lactic. Hai đồng phân quang học này có tính chất hóa lý giống nhau, chỉ
khác nhau khả năng làm quay mặt phẳng phân cực ánh sáng, một sang phải
và một sang trái. Do đó tính chất sinh học của chúng hoàn toàn khác nhau.
Cấu hình không gian:
Acid lactic là hỗn hợp của 2 dạng đồng phân D-acid lactic và L-acid
lactic:
Nếu D-acid lactic và L-acid
lactic có trong một hỗn hợp
theo tỉ lệ 50:50 người ta gọi
là hỗn hợp raxemic. Hỗn hợp
này được kí hiệu là DL-acid
lactic.Trong quá trình lên
men không có một hỗn hợp
lý tưởng này mà chỉ có được khi tiến hành tổng hợp hữu cơ.
™ Tính chất:
DL acid lactic là dịch lỏng dạng tinh thể, tan trong H2O, cồn, không tan
trong CHCl3, nhiệt độ nóng chảy 16,8 0C, nhiệt độ sôi 1220C. Acid lactic có

khối lượng phân tử là 98,08 là chất hữu cơ không màu, mùi nhẹ.
Acid lactic là một chất có độ hút ẩm cao là chất lỏng sánh đặc có sẵn trên
thị trường ở những dạng khác nhau về chất lượng; và phụ thuộc vào độ tinh
sạch có nhiều tiêu chuẩn khác nhau: acid lactic kỹ thuật, thực phẩm, dược
phẩm và acid lactic plastic.
Ở dạng đồng phần D-acid lactic hoặc L-acid lactic lần lượt có nhiệt độ
nóng chảy là nhiệt độ sôi là 28 và 1030C.


Một tiêu chuẩn chất lượng quan trọng của acid lactic tinh sạch cao là sự
bền nhiệt, ví dụ: không màu tạo thành khi làm nóng dung dịch 80% acid
lactic đến 1800C.
2.2 Nguyên liệu và Vi Sinh vật
2.2.1 Nguyên liệu
Để sản xuất acid lactic cần phải có hai thành phần chính yếu là nguồn cơ
chất và tác nhân lên men là vi khuẩn lactic.
2.2.2 Chủng Vi sinh vật
Sản xuất công nghiệp acid lactic được bắt đầu từ cuối thế kỉ 19. Avery là
người đầu tiên tìm ra cách sản xuất acid lactic ở quy mô thương mại ở
Littleton (Mỹ) vào năm 1881, nhưng không thành công. Nhà máy đầu tiên
thực sự mang lại thành công đã được Boehringer xây dựng vào năm 1895 ở
Ingelheim thuộc nước Đức. Tại nhà máy Ingelheim,

Lactobacillus

delbrueckii đã được sử dụng để sản xuất acid lactic. Ngày nay ngoài
Lactobacillus leichmanii và Lactobacillus bulgaricus, loài vi khuẩn
Lactobacillus delbruecki vẫn còn được sử dụng.
Với mỗi loại vi khuẩn có những khả năng lên men các loại đường khác
nhau nên tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu sẽ chọn giống vi khuẩn dùng vào

sản xuất cho thích hợp. Nếu nguyên liệu là huyết thanh sữa thì chọn các
chủng Streptococcus lactis, Lactobacillus bulgaricus. Trong quá trình lên
men với nguyên liệu chứa tinh bột và rỉ đường, người ta dùng giống vi khuẩn
lactic ưa nhiệt Lactobacillus delbrueckii.
Tóm lại trong công nghiệp sản xuất acid lactic, người ta thường sử dụng
các loài vi khuẩn lactic điển hình . Sau đây là đặc điểm của một số loài vi
khuẩn lactic thường được sử dụng trong sản xuất acid lactic từ nguyên liệu
chứa đường:
 Lactobacillus delbrueckii:
- Là trực khuẩn dài, không di động, gram (+), kích thước: rộng 0.50.8μm, dài 2.0-9.0μm.


- Khoảng nhiệt độ phát triển của nó là: tmax=55 0C, tmin=180C và topt

=45-50 0C.
- Chúng lên men

được các loại

đường glucose, fructose, maltose,

saccharose, galactose và dextrin. Chúng không có khả năng lên men
được xylose, arabinose, rahamnose, lactose, raffinose, trehalose, inulin,
mannital.
- Điều khác nhau cơ bản của Lactobacillus delbrueckii với các vi khuẩn

khác là nó không lên men được lactose, vì vậy không được dùng trong
công nghiệp sữa. Nhưng nó lại lên men mạnh các đường glucose,
maltose, saccharose nên được dùng trong sản xuất acid lactic. Tích tụ
được 2.2% acid lactic trong môi trường.

- Trong dịch nuôi cấy trực khuẩn này có thể tạo thành acid lactic với hiệu
suất chuyển hoá so với đường là 70%.
- Trực khuẩn này thường gặp ở các loại hạt cốc, đặc biệt là đại mạch.
 Lactobacillus leichmannii:
- Trực khuẩn, gram (+), kích thước tế bào 0.6-2.0μm, trong thiên nhiên
chúng có khả năng tạo thành chuỗi ngắn.
- Có khả năng lên men một số loại đường như glucose, fructose, maltose,
saccharose, trehalose. Chúng không lên men được lactose, arabinose,

-

rahamnose, galactose, dextrin, inulin.
- Nhiệt độ phát triển tối ưu là 360C.
- Trong quá trình lên men chúng tạo ra L-acid lactic.
Chúng không có khả năng tạo nitrit từ nitrate. Nó không lên men được
lactose, vì vậy không được dùng trong công nghiệp sữa, nhưng dùng để sản
xuất acid lactic. Trong phạm vi bài báo cáo này ta chọn loài Lactobacillus
delbrueckii để thực hiện quá trình lên men tổng hợp acid lactic.
2.3 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men lactic
Lên men lactic là quá trình chuyển hoá kỵ khí tạo acid lactic dưới tác
dụng của vi khuẩn lactic.
Các quá trình lên men dù khác nhau về cơ chế điều kiện nhưng đều bị ảnh
hưởng bởi các nhân tố:


-

Nhiệt độ: Mỗi loài vi sinh vật đều có một yêu cầu nhiệt độ thích hợp cho sự
phát triển của mình. Ví dụ: Vi khuẩn lactic nhiệt độ từ 30-32 oC, nhiệt độ

-

không thích hợp enzyme giảm đôi khi xảy ra hiện tượng lên men phụ.
pH của môi trường: pH<4 vi khuẩn lactic ngừng hoạt động.

-

Nồng độ dịch men: Trong lên men lactic
cơ chế của quá trình lên men chứa

-

khoảng 10% đường.
Oxy: Nó quyết định chiều hướng lên men
diễn ra theo kiểu yếm khí hay kỵ khí.
2.4 Quy trình công nghệ sản xuất
2.4.1 Sơ đồ quy trình sản xuất acid lactic
Quy

trình

được

thuyết

minh
như
sau:
Theo
phương

pháp

truyền
công
lactic phải
đoạn
Giai
Chuẩn bị môi trường lên men.

thống,
nghệ sản xuất acid
qua

3

giai

chính:
đoạn 1:


Nguyên liệu thường được sử dụng là mật rỉ đường vì rẻ tiền và dễ kiếm.
Pha loãng theo tỉ lệ nước: rỉ = 3:1, sau đó cho dung dịch này chảy qua than
hoạt tính.Than hoạt tính sẽ hấp thụ các chất màu và tạo các chất keo có trong
mật rỉ, khi đó mật rĩ sẽ sáng mau hơn.
Giai đoạn 2: Điều khiển quá trình lên men.
Vi khuẩn lactic đã được nuôi cấy riêng lượng men giống chiếm 3-5% thể
tích thùng lên men. Thùng lên men được trang bị cánh khuấy và ruột rà để
cấp nhiệt độ.
Trong sản xuất lactic người ta thường sử dụng các loài vi khuẩn lactic

đồng hình trong đó vi khuẩn Lactobaccillus denbruckii được sử dụng nhiều
hơn cả. Đối với vi khuẩn này, lên men lactic được tiến hành ở nhiệt độ 50oC.
Ở nhiệt độ 46-48oC vi khuẩn Lactobaccillus denbruckii lên men kém
đồng thời các tạp khuẩn sẽ phát triển. Ngược lại, ở nhiệt độ 53-55 oC hoạt
tính vi khuẩn này sẽ giảm sút. Do đó, lên men với vi khuẩn trên người ta
thường duy trì ở nhiệt độ ở 50 oC trong suốt quá trình lên men.pH duy trì 5-6.
Thời gian lên men 7-10 ngày.
Những điều kiện lên men trên có thể thay đổi tùy theo giống vi khuẩn mà
ta sử dụng.
Quá trình lên men lactic sẽ tiến hành thuận lợi khi môi trường có phản
ứng acid. Tuy nhiên phải vi khuẩn lactic sẽ không chịu được khi nồng độ
acid trong dịch lên men quá lớn. Do đó, nếu lượng acid lactic thừa không
được trung hòa thì sự lên men sẽ bị dừng lại trước khi đường bị chuyển hóa
hoàn toàn thành acid lactic. Vì vậy, biện pháp kinh tế tương ứng trong sản
xuất là phải trung hòa lượng acid lactic thừa đến pH 6,3-6,5.
Trong quá trình lên men người ta sử 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. Hằng ngày người ta cho vôi mịn vào 3-4 lần trong ngày.
Cách trung hòa này vẫn giữ được phản ứng acid của môi trường lên men
làm cho các vi sinh vật ngoại rơi vào không phát triển được. Số lượng CaCO 3
cho tùy thuộc vào lượng acid lactic tạo thành và số lượng CaCO 3 cho vào
dung dịch lên men đủ đẻ trung hòa lượng acid lactic.


Giai đoạn 3.Giai đoạn tạo lactate canxi và thu nhận acid lactic.
Dung dịch sau khi lên men được đun nóng đến 80-90 oC. Dùng CaCO3
điều chỉnh độ pH dung dịch lên men đến 10-11 và giữ yên pH này trong 3-5
giờ. Trong khoảng thời gian này các chất lắng và sinh khối vi sinh vật sẽ lắng
xuống đáy. Loại bỏ chất lắng này lấy dịch trong. Đem lọc dịch trong bằng
máy lọc khung bản ở nhiệt độ 70-80oC.

Lọc xong toàn bộ dịch lên men được chuyển qua thiết bị tạo tủa lactate
canxi mất từ 10-16h.
Quá trình tạo kết tủa kết thúc đem lọc bằng máy lọc khung bản. Lọc xong
để riêng kết tủa và dịch lọc. Dịch lọc được đem đi cô dặc lại và đem kết tủa
lại lần nữa để thu hồi toàn bộ 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.
*Thu nhận acid lactic:
Cho acid sulfuric vào phần kết tủa khi đó phản ứng sẽ xảy ra và tạo thành
CaSO4 kết tủa, loại bỏ phần kết tủa này thì thu được acid lactic.
Acid lactic được tạo thành theo phương trình sau:
Ca(C3H5O3) + H2SO4→ CaSO4↓+ C3H6O3
Dung dịch acid lactic đệm khử màu bằng than hoạt tính và đem cô chân
không để thu nhận acid lactic tinh khiết.
2.5 Ứng dụng trong thực phẩm và công nghiệp
Các sản phẩm lên men từ sữa như: sữa chua, phomat, bơ,...Các quá trình
chuyển hóa trong sản xuất đều làm cho sản phẩm thêm giàu dinh dưỡng và
tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm .