Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình lên men dấm bằng phương pháp lên men chìm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

---------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã ngành: 60420201
Đề tài:
NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH LÊN MEN DẤM
BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN CHÌM

HỌC VIÊN THỰC HIỆN: CAO ANH TÀI
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRƯƠNG HƯƠNG LAN

Hà Nội, 12/2015

0


Lời cảm ơn
Tôi xin phép bày tỏ lời biết ơn trân trọng nhất tới:
1.

Tiến sĩ TRƯƠNG HƯƠNG LAN trưởng phòng bộ môn Thực phẩm và
dinh dưỡng của Viện công nghiệp thực phẩm - Hà Nội.

2.

Phó giáo sư tiến sĩ NGUYỄN VĂN ĐẠO trưởng phòng đào tạo sau
đại học Viện Đại Học Mở Hà Nội.

3.

Tiến sĩ NGUYỄN QUANG THẢO một người bạn lâu năm của gia
đình.

4.

Cùng tất cả các anh chị em ở bộ môn Thực phẩm và dinh dưỡng của
Viện công nghiệp thực phẩm Hà Nội, cùng các thầy cô của phòng đào
tạo sau đại học Viện Đại Học Mở Hà Nội.

5.

Gửi tới gia đình tôi, đặc biệt là bố và mẹ đã luôn là chỗ dựa vững chắc,
là nguồn động viên đối với tôi.

Đã đóng góp những ý kiến quý báu, tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi
trong quá trình học tập, làm việc và hoàn thành đề tài này.

1


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

HPLC: higt-pressure liquid chromatography
FAO: Food and agriculture organization
FDA: Food and Drug Administration
WHO: World health organization

2


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Thành phần hóa học của dấm làm từ rượu vang
Bảng 2.1. Các biến số cần tối ưu và hàm mục tiêu cần đạt
Bảng 3.1. Đặc điểm hình thái, khả năng phân giải CaCO3 của các chủng vi khuẩn
axít axetic
Bảng 3.2. Các đặc điểm sinh hóa của các chủng vi khuẩn axetic
Bảng 3.3. Xác định mật độ quang hấp thụ tế bào sau 4 ngày lên men của các chủng
khảo sát
Bảng 3.4. Khả năng bền vững với etanol của các chủng vi khuẩn axetic
Bảng 3.5. Khả năng oxy hóa etanol thành axít axetic của các chủng vi khuẩn
Bảng 3.6. Hàm lượng axít axetic tạo thành (g/L) sau khi lên men 7 ngày của các
chủng vi khuẩn ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của hàm lượng etanol trong môi trường đến hàm lượng axít
tạo thành và hiệu suất chuyển hóa
Bảng 3.8 .Ảnh hưởng của tốc độ sục khí tới hiệu quả lên men
Bảng 3.9. Các biến số cần tối ưu và hàm mục tiêu cần đạt
Bảng 3.10. Ma trân thực nghiệm Doehlert và các kết quả thí nghiệm
Bảng 3.11. Các giá trị thống kê của các hàm mục tiêu
Bảng 3.12. Các hệ số của mô hình
Bảng 3.13. Các hệ số hồi quy của các hàm mục tiêu Y1 và Y2
Bảng 3.14. Kết quả đợt lên men
Bảng 3.15. chất lượng sản phẩm Dấm gạo

3

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 : phương trình chuyển hóa rượu etanol thành axít axetic.
Hình 3.1. Khả năng oxy hóa etanol thành axít axetic của các chủng khảo sát.
Hình 3.2. Vị trí phân loại của chủng D4
Hình 3.3. Hình thái khuẩn lạc của A. pasteurianus D4 (mọc trên môi trường GYP
sau 72h ở 30oC).
Hình 3.4. Hình thái tế bào vi khuẩn A. pasteurianus D4(sau khi nhuộm gram).
Hình 3.5. Sự phát triển của vi khuẩn acetic (OD600nm) trong các môi trường có nồng
độ axít ban đầu khác nhau
Hình 3.6. Tốc độ tạo thành axít axetic của vi khuẩn trong các môi trường có nồng
độ axít ban đầu khác nhau
Hình 3.7. Bề mặt đáp ứng của hàm Y1 (Hàm lượng axit axetic tạo thành g/L)
Hình 3.8. Bề mặt đáp ứng của hàm Y2 (Tốc độ tạo axit axetic trung bình, g/L/ngày)
Hình 3.9. Sự phát triển của vi khuẩn, sự thay đổi của a xít axetic và etanol của chu
kỳ lên men thứ nhất qui mô 2.000L

4


MỤC LỤC
Trang
Lời cám ơn

i

Mục lục

ii

Danh mục các chữ viết tắt

iii

Danh mục các bảng

iv

Danh mục các hình

v

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ..................................................................... 10
1.1. LƯỢC SỬ NGHIÊN CỨU .................................................................... 10
1.2. AXÍT AXETIC...................................................................................... 13
1.2.1. Đặc tính hóa - lý .............................................................................. 13
1.2.2. Vai trò quan trọng của axít axetic .................................................... 13
1.3. VI KHUẨN ACETOBACTER .............................................................. 14
1.3.1. Đặc điểm chung của vi khuẩn Acetobacter ...................................... 14
1.3.2. Một số loài vi khuẩn Acetobacter thường gặp ................................. 15
1.3.3. Các chủng vi khuẩn trong sản xuất dấm .......................................... 16
1.4. CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN AXETIC ............................... 17
1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN DẤM .............................................. 18
1.5.1. Nguyên liệu dùng để sản xuất dấm .................................................. 18
1.5.2. Các phương pháp lên men dấm ....................................................... 18
1.5.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men dấm theo phương pháp
chìm .......................................................................................................... 22
1.6. HƯƠNG CỦA DẤM ĂN ...................................................................... 28

CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. 30
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU, HÓA CHẤT, THIẾT BỊ, MÔI TRƯỜNG ........ 30
2.1.1. Nguyên vật liệu ............................................................................... 30
2.1.2. Chủng vi sinh vật ............................................................................ 30
2.1.3. Hóa chất .......................................................................................... 30
2.1.4. Dụng cụ và thiết bị .......................................................................... 30
2.1.5. Các môi trường được sử dụng ......................................................... 31
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................................................... 34
2.3.1. Phương pháp vi sinh vật .................................................................. 34
2.3.2. Phương pháp công nghệ .................................................................. 36
2.3.3. Phương pháp phân tích hóa lý ......................................................... 38
2.3.4. Phương pháp sinh học phân tử ........................................................ 38
2.3.5. Phương pháp toán học ..................................................................... 39

5


CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................. 40
3.1. TUYỂN CHỌN CHỦNG VI KHUẨN AXETIC ................................... 40
3.1.1. Các đặc điểm hình thái và sinh hóa của chủng vi khuẩn sinh axít
axetic ........................................................................................................ 40
3.1.2. Nghiên cứu xác định khả năng tạo sinh khối của các chủng vi khuẩn
trong quá trình lên men ............................................................................. 44
3.1.3. Khả năng bền vững với etanol ......................................................... 44
3.1.4. Nghiên cứu xác định khả năng tạo axít axetic của các chủng vi khuẩn
.................................................................................................................. 46
3.1.5. Nghiên cứu xác định khả năng bền vững ở nhiệt độ cao của các
chủng vi khuẩn axetic ............................................................................... 47
3.1.6. Xác định tên chủng vi khuẩn axít axetic D4 ..................................... 48
3.2. NGHIÊN CỨU TỐI ƯU CÁC ĐIỀU KIỆN LÊN MEN DẤM .............. 52

3.2.1. Xác định sự ảnh hưởng của các điều kiện lên men .......................... 52
3.2.2. Tối ưu hóa các các yếu tố công nghệ cho quá trình bằng ma trận thực
nghiệm Doehlert ....................................................................................... 55
3.3. KẾT QUẢ SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM QUY MÔ 2000 LÍT/MẺ........ 62
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

6


MỞ ĐẦU
Dấm ăn (thành phần chủ yếu là axít axetic) ngày càng đóng vai trò quan
trọng đối với đời sống của con người. Vai trò của dấm ăn được biết đến trước tiên là
một loại gia vị, chất bảo quản thực phẩm trong sản xuất và chế biến thực phẩm.
Ngoài ra dấm còn được sử dụng như là một nguồn nguyên liệu phục vụ cho quá
trình sản xuất của các ngành công nghiệp như : hóa mỹ phẩm, chế biến cao su, chế
biến thực phẩm, dệt, thuộc da…
Các nước công nghiệp phát triển như: Anh, Đức, Pháp, Nhật, Mỹ… có nhu
cầu rất lớn đối với nguồn dấm nguyên liệu phục vụ cho ngành công nghiệp nhẹ.
Chính vì vậy, các phương pháp lên men mới luôn được chú trọng nghiên cứu và
phát triển nhằm đẩy nâng cao năng lực sản xuất. Các nước phương Tây đã có những
bước tiến vượt bậc trong việc nghiên cứu, chế tạo thiết bị, sản xuất dấm. Theo dữ
liệu của AC Nielsen và Vinegar Institute công bố năm 2005, sản lượng dấm đóng
chai bán thông qua hệ thống các siêu thị đã tăng 29% trong vòng chín năm từ năm
1993 cho đến năm 2003, đạt doanh số trên 220 triệu đô la.
Việt Nam là một quốc gia có nền nông nghiệp tương đối phát triển. Lợi thế
về nguồn nguyên liệu đa dạng, phong phú, trong nước mở ra tiềm năng sản xuất
dấm chất lượng cao cũng như năng lực sản xuất lớn. Tuy nhiên, thực tế các sản
phẩm dấm ăn trên thị trường chủ yếu được sản xuất bằng phương pháp lên men

truyền thống cho chất lượng trung bình, sản lượng thấp. Ngoài ra, một lượng lớn
dấm ăn được sản xuất từ axít công nghiệp gây ảnh hưởng không nhỏ tới sức khỏe
người tiêu dùng.
Hiện nay, phương pháp sản xuất tiên tiến nhất được áp dụng cho quá trình
sản xuất dấm ở quy mô công nghiệp là phương pháp lên men chìm. Phương pháp
lên men này có thể sản xuất theo mẻ gián đoạn, bán liên tục hay liên tục trong các
thiết bị lên men có thể tích lên tới 40 m3 trong thời gian rất ngắn từ 48 – 72h. Dấm
thành phẩm thu được với chất lượng rất cao.

7


Tác nhân trực tiếp tham gia thực hiện quá trình lên men chuyển hóa etanol
thành axít axetic là vi khuẩn acetic. Tesfaye và cộng sự (2000) đã chỉ ra rằng, trong
quá trình lên men, để giữ cho quần thể vi sinh vật có thể tồn tại và phát triển được
chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, trong đó sự cung cấp cơ chất, sự cung cấp oxy và
nhiệt độ lên men là 3 yếu tố có ảnh hưởng quan trọng nhất. Các nhân tố này liên
quan tới sự trao đổi chất của vi khuẩn acetic và hoạt tính enzyme. Các nhân tố này
sẽ dừng quá trình lên men chỉ trong một thời gian rất ngắn ngoại trừ chúng được
kiểm soát thật nghiêm ngặt. Các nhân tố phụ như hàm lượng etanol ban đầu, tỷ lệ
axít hóa là những yếu tố làm tăng năng lực của vi khuẩn acetic. Tuy nhiên, tất cả
các nhân tố là phụ thuộc lẫn nhau và sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình axít hóa
cũng như hiệu quả của quá trình lên men [22],[38].
Với số lượng ít ỏi các nghiên cứu về sản xuất dấm ăn hiện nay, việc tiên
phong áp dụng phương pháp lên men chìm trong sản xuất sẽ mở ra một tiềm năng
phát triển đối với quá trình sản xuất dấm ăn ở quy mô công nghiệp. Lựa chọn đề tài
“Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình lên men dấm bằng phương pháp lên men
chìm” để có thể nâng cao năng lực sản xuất dấm ăn, rút ngắn khoảng cách giữa
nghiên cứu khoa học với thực tiễn sản xuất thực phẩm phục vụ nhu cầu của người
dân.

Mục đích của nghiên cứu
- Tuyển chọn được chủng vi khuẩn acetic có năng lực tích tụ axít axetic, hiệu
suất chuyển hóa cao, đặc tính di truyền ổn định. Định danh chủng vi khuẩn trên cây
phân loài.
- Xác định các điều kiện tối ưu của quá trình lên men dấm ăn theo phương
pháp lên men chìm.
- Ứng dụng sản xuất dấm ăn ở quy mô thiết bị 2000L
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
- Đối tượng nghiên cứu: là các chủng vi khuẩn acetic có nguồn gốc từ Nhật
Bản, Hàn Quốc và Việt Nam (do Công ty TNHH Thực phẩm Hồng Hà tự phân lập).

8


- Phạm vi nghiên cứu:
+ Đề tài tập trung vào nghiên cứu phân lập, tuyển chọn chủng vi khuẩn phục
cho quá trình sản xuất dấm bằng phương pháp lên men chìm. Từ đó sử dụng mô
hình toán học và phần mềm tính toán để tối ưu quá trình lên men dấm.
+ Về địa bàn nghiên cứu : Quá trình nghiên cứu được thực hiện tại hai cơ sở
là Viện công nghiệp Thực phẩm và Công ty TNHH Thực phẩm Hồng Hà (Hà Nội).
+ Thời gian nghiên cứu: tiến hành từ 12/5/2014 cho đến 30/6/2015.

9


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. LƯỢC SỬ NGHIÊN CỨU
Dấm ăn từ lâu đã được biết đến như là một loại gia vị hay là một chất dùng
để bảo quản thực phẩm. Dấm ăn có thể được định nghĩa như sau: dấm ăn là một loại
chất lỏng được dùng làm thực phẩm cho con người, được sản xuất thông qua hai

quá trình lên men từ các nguồn nguyên liệu là sản phẩm của quá trình sản xuất nông
nghiệp có chứa tinh bột, đường hoặc cả tinh bột và đường. theo công bố năm 1987
của Joint FAO/WHO Food Standards Programme dấm ăn có thành phần chủ yếu là
axít axetic, ngoài ra nó còn chứa một lượng nhỏ các loại axít khác, các este, aceton,
rượu… Theo tiêu chuẩn đánh giá của FDA (USA) để được gọi là dấm ăn thì thành
phần của nó không chứa ít hơn 4 g axít axetic tính trên 100 g sản phẩm.
Dấm ăn đã được sản xuất và sử dụng khoảng 5000 năm trước bởi các nền
văn minh cổ trải dài từ Ai Cập cho đến vùng Lưỡng hà, Tiểu á và Trung Quốc. Như
vậy, việc xác định thời điểm ra đời cũng như người sản xuất đầu tiên là hoàn toàn
không thể. 500 năm trước công nguyên, ở Hy Lạp, Hippocrates, vị cha đẻ của ngành
y học hiện đại đã dùng dấm hòa với mật ong để trị những bệnh ho và cảm lạnh.
- Năm 1786 người ta đã để ý tới vai trò của bề mặt thoáng khí đối với tốc độ
tạo thành dấm.
- Năm 1822, Person đã nghiên cứu và chứng minh được lớp màng mỏng trên
bề mặt thực chất là một loại vi sinh vật có tên gọi là Mycoderma aceti (hay còn gọi
là “nấm dấm”).
- Năm 1837, Kutzing có nhận xét: để thực hiện quá trình lên men dấm, nhất
thiết phải có mặt của những cơ thể sống là những vi sinh vật. Kutzing đã
khẳng định rõ vai trò của vi sinh vật đối với việc “lên men“ dấm.
Cũng trong năm này nhà bác học người Đan Mạch Hansen đã tách được hai
dạng vi khuẩn dấm thuần khiết từ màng dấm là : Mycoderma aceti và Mycoderma

10


pasteurianum, tiếp sau đó ông lại tìm được dạng vi khuẩn thứ ba là Bact.
Kutzingianum.
- 1862 – 1868, L. Pasteur đã khẳng định quá trình lên men axít axetic có bản
chất từ sự lên men của vi sinh vật, ông đã chứng minh giả thiết của Kutzing là đúng
đắn.

Sự ra đời của kính hiển vi đã giúp cho L. Pasteur nghiên cứu kỹ càng hơn lớp
màng xuất hiện trên bia và rượu vang, ông đã đưa ra kết luận : màng có được do
một loại trực khuẩn (vi sinh vật này được gọi là Mycoderma aceti).
- Năm 1877, Ganzen (Pháp) đã phân lập và đặt tên được 3 loài vi khuẩn
axetic là:

Bacterium aceti
Bact. Pasteurianum
Bact. Kutzingianum

- Năm 1878, N.W. Beijennek lần đầu tiên đã phân lập thành công vi khuẩn
axetic thuần khiết khi tiến hành phân loại chúng. Ông phân loại vi khuẩn theo hai
dấu hiệu sau:
+ Khả năng sử dụng nguồn ni tơ của vi khuẩn để sinh trưởng và phát triển từ
amoniac.
+ Trong quá trình phát triển có hoặc không có giai đoạn di động.
Sau khi N.W. Beijennek công bố nghiên cứu của mình, hàng loạt các nhà
khoa học khác cũng công bố về sự phân loại của mình: Rothobach (1898), Hoyer
(1899), Hansen (1911), Janke (1931), Vanghe (1948), Nergey (1948 –1957), J.
Prasteur (1950).
- Năm 1926, Meneberg căn cứ vào môi trường sống của vi khuẩn để phân
loại:
+ Nhóm 1 : gồm những vi khuẩn không phát triển trên bia do yếu tố gây độc
từ hoa houblon.
+ Nhóm 2 : gồm các vi khuẩn phát triển trên bia.

11


+ Nhóm 3 : gồm những vi khuẩn phát triển trên rượu vang, nhóm vi khuẩn

này được dùng để sản xuất dấm theo phương pháp lên men chậm.
+ Nhóm 4 : các vi khuẩn sử dụng cho phương pháp lên men nhanh.
- Theo kết quả nghiên cứu của hội các nhà vi khuẩn học Mỹ công bố năm
1934: các vi khuẩn acetic có khả năng sử dụng các hợp chất tương đối đơn giản của
C và N nên được xếp vào họ Nirtrobacteriaceac. Từ đây, các vi khuẩn dấm được
gọi chung là Acetobacter.
- Năm 1936, dựa trên đặc tính của vi sinh vật có hiện tượng ghép cực xoắn ở
phần di động nên chúng phải được ghép vào họ Pseudomonadiceae bởi các nghiên
cứu của Kluyver và Wanniel (1941), Staniel và Krehan (1930).
- Năm 1948, Vangher công bố các loài vi khuẩn di động là: Acetobacter
aceti, Acetobacter zancens và Acetobacter oxydans, Acetobacter pasteurianum,
Acetobacter metanogenum.
Các vi khuẩn acetic này được xếp trong họ Pseudomonadiceae bởi chúng có
cùng một loại xoắn cực (trên mao) được công bố dựa trên những quan sát của ông.
Trong các nỗ lực để phân loại các vi khuẩn axetic thì nghiên cứu của nhà bác
học Pháp J. Frateur là đáng chú ý nhất. J. Frateur đã tìm thấy một số loài mới cho
giống Acetobacter và ông đã phân loại chúng thành 4 nhóm bao gồm các loại vi
khuẩn riêng biệt [1]:
Nhóm 1 : Peroxydans
Nhóm 2 : Oxydans
Nhóm 3 : Mesoxydans
Nhóm 4 : Suboxydans
Hiện nay, với sự trợ giúp của công cụ máy tính, các tiến bộ trong quá trình
giải mã bộ gen, công nghệ sinh học phân tử thì việc phân loại vi sinh vật vẫn là một
công việc khó khăn. Các hệ thống phân biệt đang sử dụng rộng rãi cũng không hẳn
là bất biến bởi nó vẫn còn là vấn đề tranh cãi của nhiều nhà khoa học trước đây và

12

cũng như hiện tại. Do đó, không có một hệ thống phân biệt nào là đồng nhất cho tất
cả các loài vi sinh vật đã biết. Các hệ thống phân loại được đưa ra dựa trên những
tiêu chuẩn được ưu tiên và mang tính phổ biến, có càng nhiều các hệ thống phân
loại thì càng chứng minh một điều rẳng thế giới vi sinh vật là vô cùng phong phú và
đa dạng.
Dựa trên những nghiên cứu về vi khuẩn axetic, việc phân lập và tuyển chọn
các chủng vi khuẩn nhằm đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao đối với quá trình sản
xuất axít axetic ở quy mô công nghiệp.
1.2. AXÍT AXETIC
1.2.1. Đặc tính hóa - lý
Axít axetic có công thức hóa học là: CH3COOH.
Là một chất lỏng không màu, có mùi hăng, vị chua, tan vô hạn trong nước,
nhiệt độ nóng chảy là 16,5oC, nhiệt độ sôi là 118oC. Khối lượng riêng tương đối là
1,0492 ở 25oC. Ở nhiệt độ cao hơn 39 oC thì axít axetic là một chất dễ bay hơi và là
một tác nhân gây ô nhiễm.
Axít axetic là một axit yếu, phản ứng tạo muối với hầu hết kim loại, có khả
năng hút ẩm. Axít axetic thuộc dãy đồng đẳng với axit béo và là đại diện quan trọng
nhất của dãy.
1.2.2. Vai trò quan trọng của axít axetic
Axít axetic giữ vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hóa học hiện đại.
Nó là nguyên liệu để tổng hợp nên nhiều loại hợp chất khác nhau như:
+ Để thu nhận các este phức tạp như: Metylacetat, Etylacetat, Propylacetat,
các loại acetyl và nhiều loại este được sử dụng làm dung môi hay tổng hợp các hợp
chất thơm.
+ Để sản xuất các loại nhựa, tơ sợi nhân tạo hay thủy tinh hữu cơ, các loại
thuốc nhuộm, chế phẩm dược…
+ Là nguyên liệu sản xuất các loại thuốc trừ sâu, hóa chất chụp ảnh…

13

+ Dùng trong sản xuất chất màu, dung môi hữu cơ trong tổng hợp chất dẻo,
tơ, sợi, trong thực phẩm chế biến đồ, các loại nước chấm (Lương Đức Phẩm và Hồ
Sưởng, 1980).
+ Dùng trong y học hiện đại cũng như y tế tại chỗ như là chất giảm đau, long
đờm, xoa bóp, chất kháng khuẩn và làm se vết thương.
+ Ngoài ra nó còn được sử dụng như là một chất làm đông mủ cao su và dầu.
Như vậy, khi các ngành công nghiệp hóa học càng phát triển thì chúng ta lại
càng khám phá ra vai trò quan trọng của axít axetic.
1.3. VI KHUẨN ACETOBACTER
1.3.1. Đặc điểm chung của vi khuẩn Acetobacter
- Vi khuẩn Acetobacter thuộc họ Pseudomonadaceae là trực khuẩn hình que,
kích thước khoảng 0,5 – 0,8µm, không sinh bào tử, xếp đôi hay tạo thành từng
chuỗi, một đầu có tiêm mao, có khả năng di động (cũng có loài không có tiêm mao
và không có khả năng di động) là vi khuẩn Gram- , hiếu khí bắt buộc.
Khuẩn lạc có kích thước, hình dạng và màu sắc khác nhau trên môi trường
thạch. Còn trên môi trường lỏng, chúng tạo thành vòng hoặc kết khối có hình dạng
và kích thước khác nhau.
- Vi khuẩn Acetobacter có khả năng oxy hóa rất nhiều loại cơ chất, do đó
quang phổ của các phản ứng oxy hóa xảy ra với chúng là rất đa dạng. Quá trình oxy
hóa của vi khuẩn Acetobacter là oxy hóa không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ, do
đó trong môi trường lên men của chúng chủ yếu là axit và các hợp chất xeto. Khả
năng đặc chưng nhất của các vi khuẩn Acetobacter là khả năng oxy hóa rượu etanol
thành axít axetic. Ngoài ra các vi khuẩn Acetobacter còn có khả năng oxy hóa các
rượu bậc 1 thành các axit tương ứng và các hợp chất khác như:
+ Oxy hóa propanol thành axit propionic.
+ Butanol thành butyric.
+ Socbit thành socbosa; lactic thành pyruvic…

14

1.3.2. Một số loài vi khuẩn Acetobacter thường gặp
- Acetobacter aceti: là trực khuẩn có kích thước 0,4 – 0,8 µm, không di động,
không sinh bào tử, thường xếp thành chuỗi dài, bắt màu vàng khi nhuộm màu iôt.
Trên môi trường thạch tạo khuẩn lạc lớn, ở môi trường lỏng tạo thành lớp màng
nhầy. Có khả năng chịu nồng độ cồn lên tới 11%, tích tụ được axit đến hơn 6%,
nhiệt độ tối thích cho sự phát triển là 30 – 32oC.
- Acetobacter pasteurianus: là trực khuẩn ngắn có hình thái giống loài trên,
bắt màu xanh với iôt. Tạo thành khuẩn lạc hình nhăn nheo trên môi trường thạch,
xếp nếp trên môi trường lỏng và tích tụ được 6,2% axít axetic, nhiệt độ tối thích cho
sự phát triển là ở 30oC.
- Acetobacter orleanense: là trực khuẩn không có khả năng di động, có kích
thước trung bình. Khi tăng nhiệt độ chúng tạo thành các tế bào dài hoặc sợi hoặc
không tạo hình. Trên môi trường lỏng tạo màng rất dày, có khả năng phát triển ở
môi trường có nồng độ cồn lên tới 11- 12% và tích lũy axít axetic lên tới 9,5%.
Thường được sử dụng để lên men dấm từ rượu vang theo phương pháp chậm.
- Acetobacter xylium: là trực khuẩn không có khả năng di động, tế bào có lớp
nhày bao bọc xung quanh, tạo thành vòng nhăn dày, bắt màu xanh khi nhuộm iôt và
H2SO4 do màng có chứa hemixenluloza. Có khả năng tích lũy 4,5% axít axetic.
Nhiệt độ tối thích cho sự phát triển là 30oC, có thể được dùng trong ngành sản xuất
nước ngọt có gas.
- Acetobacter schiitzenbachii: hình que tương đối dài kết hợp thành chuỗi,
không sinh bào tử, không di động, Gram(-). Các tế bào già tạo thành màng chắc có
thể tạo thành 11,5 – 12% axít axetic trong dịch nuôi cấy, nhiệt độ tối thích là 28oC.
- Acetobacter curvum: có đặc tính tương tự Acetobacter schiitzenbachii, tạo
thành axit cao, không tạo màng chắc và không làm đục dấm, nhiệt độ tối thích là 35
– 37oC. Ở nhiệt độ cao hơn thì khả năng tạo axit giảm xút.
- Acetobacter lindreni: trực khuẩn xếp riêng rẽ và tạo thành chuỗi, đôi khi
bắt gặp tế bào có dạng hình chùy phồng lên, di động không thường xuyên. Trên môi

15


trường thạch tạo khuẩn lạc tròn nhỏ, nhớt. trên môi trường lỏng tạo thành màng
khô, nhăn nheo và xếp nếp. Nhiệt độ tối thích là ở 30oC.
- Acetobacter ascendens: là trực khuẩn không di động. Khuẩn lạc trên môi
trường gelatin có glucoza: khô, trắng với vầng sáng chói. Trên môi trường lỏng tạo
thành màng dày, chắc, hướng lên theo thành bình, nhiệt độ tối thích là 25oC.
- Acetobacter plicatum: là trực khuẩn, kích thước (0,4 - 0,6)x(1,4 – 1,6) µm,
không di động, có dạng phình to kéo dài. Khuẩn lạc trên gelatin có rượu vang dạng
tròn, hơi nhô lên, sáng, ẩm, nhớt, nhiệt độ tối thích cho sự phát triển là: 25 – 30oC.
- Acetobacter kutzingianum: trực khuẩn ngắn, to, thô, các tế bào xếp riêng rẽ,
không di động, khuẩn lạc trên môi trường gelatin với dịch lên men nhớt, nhỏ. Tạo
thành vòng xếp nếp to trên các môi trường lỏng. Nhiệt độ lên men thích hợp ở 30oC.
- Acetobacter hoshigaki: trực khuẩn có kích thước (0,7 – 0,9)x(1,5 – 1,8) µm,
thường xếp riêng rẽ, không di động. Khuẩn lạc trên môi trường với chất chiết từ đậu
nành : nhỏ, tròn dạng hạt sáng, sau đó chuyển màu nâu. Khuẩn lạc trên môi trường
thạch với dịch men : tròn, màu trắng sữa, sau đó ở giữa chuyển màu nâu, phần ngoài
có màu vàng nhạt. Có khả năng chuyển hóa dextroza thành gluconic. Nhiệt độ lên
men thích hợp từ 30 – 35oC.
- Acetobacter oxydans: trực khuẩn có kích thước (0,8 – 1,2) x (2,4 – 2,7) µm.
Các tế bào thường rời nhau và xếp thành từng chuỗi mà trong đó có những tế bào
phồng to lên, có khả năng di động. Khuẩn lạc trên môi trường gelatin : ban đầu có
dạng tròn, sau đó chuyển thành dạng không cân đối với phân nhánh đặc trưng, lên
men thích hợp ở nhiệt độ từ 18 – 21oC.
- Acetobacter schutzenbachii: là trực khuẩn dài, tạo thành vòng dày và không
bền vững, khả năng tích lũy axít axetic tới 11,5%. Thường được sử dụng để lên men
dấm theo phương pháp Đức.
1.3.3. Các chủng vi khuẩn trong sản xuất dấm

Các chủng vi khuẩn đưa vào sản xuất dấm phải đáp ứng được quy mô sản
xuất, phù hợp với các điều kiện kỹ thuật để đảm bảo hiệu quả sản xuất cũng như

16


yếu tố kinh tế. Trong sản xuất thực tế, giống thường được lựa chọn từ một chủng
thuần khiết thông qua quá trình phân lập và tuyển chọn. Giống bao gồm nhiều
chủng vi khuẩn khác nhau do điều kiện lên men thích hợp của mỗi chủng, khả năng
tích lũy axít là khác nhau sẽ ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm cuối [27]. Việc lựa
chọn chủng vi khuẩn thích hợp để sản xuất phải đáp ứng được các điều kiện sau:
- Phải oxy hóa rượu tốt nhất, oxy hóa axít axetic ít nhất.
- Phải tạo ra dấm có chất lượng cao, thơm, khả năng tích lũy axit cao, chịu
được điều kiện độ rượu cao, độ axit cao mà không bị ức chế.
- Đặc điểm di truyền phải có tính ổn định lâu dài, không bị thoái hóa giống
trong suốt quá trình lên men dấm.
- Các điều kiện phân lập, nuôi cấy, bảo quản giống phải đơn giản, có chi phí
thấp.
1.4. CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN AXETIC
- Lên men axetic thực chất là quá trình oxy hóa rượu etanol thành axít axetic
trong điều kiện hiếu khí dưới tác dụng của enzyme oxy hóa của vi khuẩn axetic.
Phương trình tổng quát của quá trình như sau:
CH3CH2OH + O2

= CH3COOH + H2O + 493 KJ

(1)

(García- García et. al., 2009)
Hoặc theo phương trình được Kehrer (1921) như hình 1.1 dưới đây:

Hình 1.1. Phương trình chuyển hóa rượu etanol thành axít axetic
Ở giai đoạn thứ nhất, dưới tác dụng của enzyme alcohol dehydrogenase,
rượu etanol sẽ bị tách hai ion H+ và hai electron và chuyển thành acetaldehyde. Ở
giai đoạn hai, hai ion H+ liên kết với oxy tạo thành nước và tạo phản ứng cộng nước

17


với acetaldehyde. Ở giai đoạn ba, enzyme aldehyde dehydrogennase chuyển hóa
acetaldehyde thành axít axetic và giải phóng hai ion H+ và hai electron.
1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN DẤM
1.5.1. Nguyên liệu dùng để sản xuất dấm
Nguyên liệu được dùng để sản xuất dấm có nguồn gốc là sản phẩm của quá
trình sản xuất nông nghiệp có chứa đường, tinh bột hoặc cả tinh bột và đường.
Trong sản xuất, người ta thường sử dụng các loại nông sản như củ, quả như : mía,
củ cải đường, khoai, sắn… hoặc là mật ong, các sản phẩm được dùng làm thực
phẩm như: rượu, rượu vang, mật, đường, mạch nha. Để chuyển hóa các nguyên liệu
có chứa tinh bột thành đường người ta thường sử dụng hệ ezyme amylaza của vi
sinh vật (thường là nhờ nuôi cấy nấm mốc để thu enzyme, đặc biệt là loài
Aspergillus) bởi quá trình đường hóa. Tiếp theo, ta sử dụng nấm men để thu được
rượu thông qua quá trình lên men. Từ rượu thu được, nhờ hệ enzyme của vi sinh vật
trong quá trình lên men để thu được dấm thành phẩm. Tùy theo nguồn nguyên liệu
khác nhau mà ta có thể không cần thực hiện các quá trình đường hóa hay quá trình
lên men rượu.
Sản xuất dấm ăn trong công nghiệp, người ta thường sử dụng nguyên liệu là
rượu pha loãng để lên men.
Để sản xuất rượu cồn sử dụng trong thực phẩm có thể sử dụng rất nhiều loại
nguyên liệu khác nhau như: ngũ cốc, rỉ đường, mía… Do đó, nguồn nguyên liệu
dùng để sản xuất dấm cũng rất đa dạng và phong phú.

1.5.2. Các phương pháp lên men dấm
Hiện nay có rất nhiều phương pháp lên men dấm, mỗi phương pháp lại có
những ưu và nhược điểm khác nhau. Phụ thuộc vào trình độ cũng như quy mô sản
xuất mà ta có thể lựa chọn phương pháp lên men phù hợp nhất để có thể sản xuất
dấm đạt được hiệu quả cao nhất với chi phí thấp nhất. Thực tiễn sản xuất cho thấy
có bốn phương pháp lên men được sử dụng rộng rãi là:
1: Phương pháp chậm (phương pháp Pháp)

18


2: Phương pháp nhanh (phương pháp Đức).
3: Phương pháp tổ hợp (là phương pháp kết hợp của hai phương pháp Pháp
và phương pháp Đức).
4: Phương pháp lên men chìm.
1.5.2.1. Phương pháp chậm
- Thùng lên men: người ta thường sử dụng thùng lên men bằng gỗ, sành sứ,
thủy tinh với yêu cầu có bề mặt thoáng lớn. Quá trình lên men dấm chủ yếu diễn ra
trên bề mặt thoáng.
- Dịch lên men : thường có đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho quá
trình lên men của vi khuẩn. Để cho quá trình lên men của vi khuẩn được thuận lợi
thì nồng độ rượu trong dich lên men không quá 5% (thường là 2% axit và 4% rượu
hoặc 3% axit và 3% cồn).
- Tiến hành lên men: người ta sử dụng dấm tươi (dấm chưa thanh trùng) chất
lượng cao dùng để làm giống với tỷ lệ giống là 20%, tiếp theo người ta đổ dịch lên
men cho đến khoảng 1/2 thể tích thùng. Cứ sau mỗi chu kỳ (1tuần) người ta tiếp tục
đổ thêm dịch lên men đến xấp xỉ 3/4 thùng. Sau khoảng 5 tuần ta thu được dấm
(nồng độ phụ thuộc vào thành phần dinh dưỡng, điều kiện lên men, chủng vi khuẩn
được sử dụng làm giống…). Tuy nhiên theo một nghiên cứu khác thì quá trình lên
men được thực hiện ở khoảng nhiệt độ 70 – 85o F trong thời gian là từ 1 – 3 tháng

[26]. Sau khi quá trình lên men hoàn thiện, khoảng 1/3 đến 1/4 lượng dấm được rút
ra để đóng chai, bổ xung thêm hỗn hợp dịch lên men để lên men mẻ mới [13]. Nồng
độ dấm sau lên men thường đạt trong khoảng 5-6% độ axít axetic. Người ta thường
lấy dấm ra khi lượng rượu trong dịch lên men còn khoảng 0,2-0,5%, không nên để
đến khi hết rượu mới thu hoạch dấm vì vi khuẩn axetic sẽ oxi hóa axít axetic để tạo
thành CO2 và H2O gây tổn thất lượng axít axetic. Dấm sau khi thu rút ra sẽ được
đem đi chế biến và tàng trữ. Sau khi lấy hết dấm, người ta lại bắt đầu một mẻ lên
men mới.

19


Trong quá trình lên men, vi khuẩn axetic sẽ kết thành một lớp màng trên bề
mặt thoáng, chiều dày của lớp màng này sẽ tăng dần theo thời gian trong suốt quá
trình lên men. Tuy nhiên, trong quá trình tiếp dịch lên men, lớp màng này có thể bị
chìm xuống đáy và một lớp màng mới lại được hình thành trên bề mặt thoáng của
thùng lên men. Cần phải loại bỏ lớp màng vi khuẩn bị chìm vì nó sẽ tiếp tục sử
dụng cơ chất mà hoàn toàn không tạo ra axít axetic.
+ Ưu điểm: thiết bị lên men đơn giản, rẻ tiền, yêu cầu trình độ nhân công
không cao, chi phí sản xuất thấp, sản phẩm có chất lượng tốt, hương thơm.
+ Nhược điểm: quá trình lên men kéo dài nên khả năng tạp nhiễm cao, diện
tích nhà xưởng lớn, độ axit đạt được không cao.
1.5.2.2. Phương pháp nhanh
- Nguyên lý: tăng diện tích tiếp xúc giữa dịch lên men và không khí bằng các
lớp vật liệu xốp và có khả năng bám cao (có độ nhám lớn) mà trên đó được bao phủ
bởi màng vi khuẩn. Hiệu quả của thiết bị càng cao khi vật liệu có độ xốp lớn do
diện tích tiếp xúc lớn (hoạt động bề mặt sinh học cao trên một đơn vị thể tích thiết
bị lên men).
Hiện nay có rất nhiều phương pháp sử dụng nguyên lý của phương pháp lên
men này như: phương pháp nhúng, phương pháp dịch chuyển, phương pháp trống

quay, phương pháp cố định.
Quá trình sản xuất phụ thuộc vào các yếu tố: sự cấp dịch và tháo sản phẩm ra
khỏi thiết bị lên men, sự thông khí, nhiệt độ, vật liệu bám, cấy giống, vận hành
Germenter.
+ Ưu điểm: chế tạo thiết bị và vận hành tương đối đơn giản, thời gian lên
men được rút ngắn rất nhiều so với phương pháp lên men chậm.
+ Nhược điểm: thiết bị vẫn còn cồng kềnh, hiệu suất chuyển hóa không cao,
tạp nhiễm gây ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm, tổn thất hương do bay hơi.

20


Đối với điều kiện Việt Nam thì phương pháp lên men nhanh không phổ biến,
có rất ít gi nhận về các cơ sở sản xuất dấm ăn dựa trên phương pháp lên men này.
Trong điều kiện phát triên hiện nay của đời sống cũng như khoa học thì phương
pháp này cũng ít được ứng dụng sản xuất thực tế nên nó chỉ có tính chất tham khảo.
1.5.2.3. Phương pháp tổ hợp
Phương pháp này là phương pháp kết hợp giữa phương pháp lên men chậm
và phương pháp lên men nhanh được sử dụng chủ yếu ở Liên Xô cũ.
Thiết bị lên men gồm hai phần:
- Phần trên: cấu tạo như thùng lên men theo phương pháp nhanh, bên trong
thùng đổ đầy đệm, hoạt động theo phương pháp lên men nhanh.
- Phần dưới: chứa dịch lên men sau khi đi qua lớp đệm. Ở phần dưới này có
gắn thêm bộ phận sục khí để cung cấp oxy, quá trình lên men vẫn tiếp tục diễn ra
trong toàn bộ khối dịch. Trong trường hợp hệ thống sục khí bị ngắt hay không hoạt
động, các van thông khí sẽ được mở ra để quá trình lưu thông khí diễn ra không làm
ảnh hưởng tới quá trình lên men (quá trình lên men sẽ diễn ra trên bề mặt thoáng
của dịch lên men).
Phương pháp tổ hợp đã khắc phục được hạn chế của phương pháp lên men
chậm và được áp dụng cho những khu vực không đáp ứng được yêu cầu đảm bảo

liên tục, ổn định về điện năng.
1.5.2.4. Phương pháp lên men chìm
- Nguyên tắc hoạt động: không khí tự nhiên (hoặc oxy nguyên chất) sẽ được
bơm vào thùng lên men thông qua bơm đẩy (hoặc có thể hút khí tự nhiên như mô
hình thiết bị của Frings acetator) vào thùng lên men tại vị trí cánh khuấy trộn. Tại
đây, không khí sẽ được hòa trộn đều vào toàn bộ khối dịch lên men. Một phần
không khí sau khi được hấp thụ bởi vi khuẩn để thực hiện quá trình lên men, phần
còn lại sẽ thoát ra ngoài đi qua thiết bị ngưng tụ. Tại thiết bị ngưng tụ này, các hợp
chất dễ bay hơi (rượu, axít axetic, hợp chất thơm) sẽ được ngưng tụ lại và hồi lưu
lại thiết bị lên men. Phần khí sau khi đi qua thiết bị ngưng tụ, một phần sẽ được

21


dùng để hồi lưu lại, phần còn lại sẽ được thải ra môi trường. Hệ thống làm mát bằng
chất lỏng (nước) chạy trong hệ thống ruột gà đảm bảo cho môi trường dịch lên men
luôn ổn định. Dấm chín sau khi lên men sẽ được rút ra để đem đi tàng trữ và đóng
chai, có thể giữ lại một phần dấm chín để làm giống cho mẻ tiếp theo. Thêm dịch để
tiến hành mẻ lên men tiếp theo.
- Chuẩn bị dịch lên men: đối với từng chủng vi khuẩn khác nhau mà thành
phần dinh dưỡng cần thiết cho quá trình lên men là khác nhau. Thông thường khi
sản xuất ở quy mô công nghiệp thì ngoài việc đảm bảo lượng rượu, axít axetic cần
thiết đảm bảo hiệu suất hoạt động của thiết bị, thành phần các chất dinh dưỡng khác
thường ít hơn so với môi trường lên men trong phòng thí nghiệm.
- Cấp dịch lên men: quá trình cấp dịch diễn ra khi mẻ dấm trước đã kết thúc,
dịch lên men sẽ được bơm vào thùng lên men thông qua bơm.
- Vận hành thiết bị: thiết bị lên men chìm tuy có thiết kế phức tạp hơn so với
thiết bị các phương pháp lên men khác nhưng vận hành khá dễ dàng vì không cần
nhiều nhân lực do thiết bị vận hành tự động.
- Thu hoạch dấm chín: khi lượng rượu trong dịch lên men còn khoảng 0,2 –

0,5% cồn, ta nên tiến hành rút dấm vào các thùng tàng trữ và đem đi bảo quản.
Mô hình sản xuất dấm bằng phương pháp lên men chìm ở quy mô công
nghiệp được đề xuất bởi Adams (1985). Hệ thống phải được làm mát liên tục trong
suốt quá trình lên men [15]. Theo như nghiên cứu sản xuất của mô hình này thì các
thông số tối ưu cho quá trình lên men là ở 86oF, sản phẩm tạo thành có chứa 11 –
12% axít axetic [6] [7]. Khả năng tích tụ axít axetic còn phụ thuộc vào số chu kỳ
của vi khuẩn được sử dụng làm giống [27].
1.5.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men dấm theo phương pháp chìm
Lên men dấm là một quá trình phức tạp, có rất nhiều các nghiên cứu được
thực hiện nhằm xác định các yếu tố ảnh hưởng. Quá trình sản xuất dấm bằng
phương pháp lên men chìm, các yếu tố có ảnh hưởng quyết định như: thành phần
các chất dinh dưỡng có trong dịch lên men, pH, nhiệt độ lên men, nồng độ oxy hòa

22


trộn trong dịch lên men, và có thể kể đến ảnh hưởng của bọt tạo thành. Trong thực
tiễn sản xuất, chỉ cần thay đổi một trong các yếu tố trên thì ảnh hưởng của các yếu
tố khác tới quá trình lên men cũng thay đổi theo. Vì vậy, quá trình sản xuất dấm khi
sử dụng các chủng giống khác nhau, quy mô sản xuất khác nhau, thiết bị khác nhau,
phương pháp khác nhau thì thông số của các yếu tố là hoàn toàn khác nhau.
1.5.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình lên men dấm
Từ những năm 1950, đã xác định được nhiệt độ tối ưu cho lên men dấm ở
qui mô công nghiệp là 30oC. Ohmori và cộng sự (1980) đã chỉ ra rằng nhiệt độ lên
men ở 30oC là thích hợp nhất cho quá trình sản xuất dấm công nghiệp nhằm tạo ra
sản phẩm có hàm lượng axít axetic từ 10 đến 12%. Theo tác giả, nếu nhiệt độ lên
men lớn hơn 30oC sẽ làm tăng sự phá hủy của các tế bào vi khuẩn do hàm lượng cao
của axít axetic trong dịch lên men gây ra. Nhiều nghiên cứu sau này cũng đã chỉ ra
rằng 30oC cũng là nhiệt độ hoạt động tối ưu cho sự phát triển của vi khuẩn axít
axetic A. aceti trong quá trình lên men gián đoạn [14]. Hiện nay, có rất nhiều chủng

vi khuẩn acetic được sử dụng trong sản xuất dấm ở quy mô công nghiệp có nhiệt độ
lên men cao hơn nhiệt độ truyền thống, như từ 32 – 35oC, nhằm mục đích tiết kiệm
năng lượng làm mát và giảm giá thành sản phẩm [35] [36].
Trong nghiên cứu của Fregapane (2001), ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá
trình lên men chìm trong sản xuất dấm ở quy mô thực nghiệm cũng đã được xác
định. Trong nghiên cứu này, khi cho nhiệt độ của quá trình lên men tăng từ 26oC lên
32oC thì tốc độ tạo thành axít axetic trung bình tăng từ 1,21 lên 1,69 g/L/h. Tuy
nhiên, khi nhiệt độ lên men tăng đến 36oC thì tốc độ tạo thành axít axetic trung bình
giảm xuống còn 1,26 g/L/h. Thậm chí, ở nhiệt độ lên men 3oC, vi khuẩn axít axetic
không phát triển đủ lượng tế bào để khởi động một quá trình lên men. Tốc độ axít
hóa tối đa đạt được là 2,2 g/L/h khi tiến hành lên men dấm ở nhiệt độ tối ưu 32oC.
Kết quả là, thời gian của quá trình lên men dấm giảm từ 36 h ở 26oC xuống còn 25
h ở 32oC, còn ở 36oC là 31h. Hiệu suất chuyển hóa axít axetic đều đạt 91% cho tất
cả các nhiệt độ thí nghiệm. Tuy nhiên, các tác giả này đã cho thấy, thay đổi nhiệt độ
lên men theo tốc độ phát triển của tế bào sẽ cho các kết quả lên men dấm tối ưu.

23


Trong nghiên cứu của Garrido - Vidal và cộng sự (2003), các điều kiện lên
men dấm cũng đã được tối ưu hóa bằng ma trận toán học thực nghiệm Doehlert và
xử lý bằng phần mềm NEMRODW. Kết quả cho thấy ảnh hưởng của nhiệt độ tới
tốc độ phát triển của tế bào là rất yếu so với ảnh hưởng của tốc độ sục khí và hàm
lượng etanol ban đầu. Tuy nhiên, các giả này đã chỉ ra rằng không có ảnh hưởng
đơn lẻ của 1 yếu tố nào quyết định tới hiệu quả của quá trình lên men dấm. Nhiệt độ
có ảnh hưởng tương tác với các yếu tố khác đến sự phát triển của tế bào. Ví dụ,
nhiệt độ từ 32 – 33oC sẽ làm tăng tác động âm tính của tốc độ sục khí lên sự phát
triển của tế bào vi khuẩn axít axetic. Mặt khác, ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến
sự phát triển của tế bào vi khuẩn lại phụ thuộc vào hàm lượng etanol ban đầu và tốc
độ sục khí. Hàm lượng etanol cao hoặc tốc độ sục khí lớn làm tăng ảnh hưởng âm

tính của nhiệt độ lên men đến tốc độ phát triển của tế bào vi khuẩn. Trong khi đó,
hàm lượng etanol thấp hoặc tốc độ sục khí nhỏ đều làm cho nhiệt độ lên men ảnh
hưởng dương tính tới tốc độ phát triển của tế bào. Qua đó, có thể thấy rằng nhiệt độ
lên men càng cao thì tác động âm tính của etanol và tốc độ sục khí càng lớn đến sự
phát triển của vi khuẩn axít axetic. Ảnh hưởng âm tính của hàm lượng etanol tới sự
phát triển của tế bào vi khuẩn axít axetic được thể hiện rất rõ ràng trong các thiết bị
lên men không được làm lạnh đủ mức cần thiết.
Năm 1997, Saeki và cộng sự đã phát triển một chủng vi khuẩn axít axetic để
sử dụng cho quá trình lên men dấm ở nhiệt độ cao. Ndoye và cộng sự (2007) đã
phát triển một chủng vi khuẩn axít axetic ưa nhiệt cho quá trình lên men dấm chìm
ở 35oC trong một hệ thống thiết bị lên men khép kín để tạo ra dấm sản phẩm có hàm
lượng axít axetic đạt 8%v/v. Các tác giả này cũng cho thấy lên men dấm ở 35oC,
cho phép tiết kiệm 50% chi phí cho làm mát so với quá trình lên men dấm ở 30oC.
1.5.3.2. Ảnh hưởng của pH tới quá trình lên men dấm
pH của môi trường nuôi cấy có thể ảnh hưởng tới các chức năng của thành tế
bào, cấu trúc tế bào và sự hấp thụ của rất nhiều loại chất dinh dưỡng, cũng như quá
trình sinh tổng hợp các chất trao đổi chất.

24