Thuyết trình acid lactic

BAÙO CAÙO
MOÂN VI SINH THÖÏC
PHAÅM


• Sinh viên thực hiện:

LÊ HOÀNG ANH - 60500034

NGUYỄN THỊ HỒNG CHÂU 60500256

NGÔ ANH THƯ - 60502874

NGUYỄN ANH THƯ - 60502875

VŨ DIỆU UYỂN - 60503471

HOÀNG YẾN - 60503651


QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ACID
LACTIC
• Các loại vi sinh vật dùng để sản xuất acid
lactic
• Điều kiện ảnh hưởng quá trình sản xuất
• Sản xuất acid lactic bằng phương pháp
mạ điện
• Ứng dụng của acid lactic


VI KHUẨN LACTIC

• Vi khuẩn lactic rất da dạng, được ứng dụng trong việc lên
men thực phẩm, là nhóm vi khuẩn gram dương, không hô
hấp, không có dạng bào tử, có dạng hình cầu hoặc hình
que. Trong đó, tất cả vi khuẩn hình que đều không di động
và lấy carbohydrate làm nguồn năng lượng chính.
• Vi khuẩn lactic tiến hành phản ứng của nó, làm biến đổi
carbohydrate thành acid lactic, CO2 và acid hữu cơ khác
mà không cần đến oxy, vì vậy chúng được xếp vào loại vi
khuẩn vi hiếu khí.
• Sản phẩm chính mà vi khuẩn lactic tạo ra là acid lactic –
sản phẩm cuối của quá trình lên men carbohydrate. Môi
trường acid này kiềm hãm sự phát triển của một số vi sinh
vật có hại. Chúng là nhóm vi khuẩn quan trọng nhất trong
việc tạo hương vị cho thực phẩm lên men, làm nhiệm vụ lên
men bột nhào chua, bia, tất cả men sữa, tinh bột sắn, …
• Lactobalicillus, Leuconostoc, Pediococcus và Streptococcus
là những giống chính thuộc nhóm này.


LACTOBALICILLUS


Lactobacillus casei

Lactococcus lactis

Lactobacillus brevis

Lactobacillus helveticus


• Lactobacilli là vi khuẩn gram dương và có nhiều
hình dạng từ dài, thon, hình que nhưng thông
thường là hình cầu, chúng rất phổ biến và
thường vô hại.
• Sự biến dưỡng của chúng là quá trình lên men,
một số hiếu khí chịu dưỡng và sử dụng oxy nhờ
enzyme flavoprotein oxidase, trong khi một số lại
kị khí bắt buộc.
• Bào tử của vi khuẩn Lactobacilli kị khí tùy tiện,
bộ phận còn lại thì lại kị khí bất buộc .
• Sự phát triển thuận lợi nhất ở pH từ 5.5 ÷ 5.8 và
cấu tạo đòi hỏi nhu cầu về dinh dưỡng phức tạp
như amino acids, peptides, nucleotide bases,
vitamins, khoáng chất, acid béo, và
carbohydrates.


Lactobacilli này được chia làm 3 nhóm
dựa trên mô hình lên men của chúng:
• Homofermentative: sản xuất ra hơn 80%
acid lactic từ glucose
• Heterofermentative: chỉ sản xuất ra 50%
acid lactic, còn lại là ethanol, acid acetic,
và carbon dioxide.
• Một dạng ít được biết đến hơn
heterofermentative, chúng sản xuất ra DLacid lactic, acid acetic và carbon dioxide.

Lactobacilli tồn tại trong sữa làm trung gian cho
các quá trình sau:
•

•

Sự phân giải protein: (proteolysis)
Protein được phân giải thành các tiểu phần dễ tiêu hóa hơn
protease
Protein + H2O
polypeptide
từ Lactobacilli
Các hoạt động của Lactobacilli trong ruột giúp protein dễ dàng được hấp
thu, rất hữu ích cho trẻ em, những người dưỡng bệnh và người cao tuổi
vì cơ quan tiêu hóa yếu.
Sự phân giải lipid: (lipolysis)
Các acid béo phức tạp được phân giải thành các tiểu phân dễ dàng hấp
thụ:
lipase
từ Lactobacilli
Triglyceride
acid béo + glycerol
Quá trình này giúp ích cho sự giảm béo. Nhiều nghiên cứu cho thấy
Lactobacilli có thể phân giải cholesterol trong serum lipid. Lactobacilli còn
trợ giúp trong việc phá vỡ sự liên hợp của muối mật. Những phát hiện
trên có tầm quan trọng đáng kể trong việc khám và chữa bệnh.


•

•

•
•

Ứng dụng trong sản xuất thực phẩm:
Một vài loài Lactobalicillus được sử dụng trong
công nghiệp sản xuất các sản phẩm như: yaourt,
phomat, món dưa cải bắp (Đức), dưa chua, bia,
rượu, kim chi, và những thức ăn lên men khác như
thức ăn gia súc ủ xilo.
Tuy nhiên, có hai loại là L.casei và L.brevis là một
trong những vi sinh vật phổ biến làm hỏng bia.
Vấn đề gây sâu răng:
một vài loài Lactobalicillus lại gây bệnh sâu răng.
Trái lại, những sản phẩm chứa một loài có tên là L.
anticavies lại chống bệnh sâu răng. Một số sản
phẩm khác chứa loài L. brevis ở dạng viên thuốc
hình thoi lại chữa được bệnh lở miệng.


LEUCONOSTOC


Leuconostoc mensenteroides

Leuconostoc citreum

Leuconostoc citreum

Leuconostoc lactis


• Leuconostoc là một giống vi khuẩn gram dương thuộc
họ Leuconostocaceae. Hầu hết chúng có dạng chuỗi
cầu. Tất cả loài vi khuẩn thuộc giống này đều lên men dị
dưỡng (heterofermentative) và có thể sản xuất dextran
từ đường saccharose. Chúng thường có dạng nhớt.
Leuconostoc là loại vi khuẩn tồn ại nhiều trong tự nhiên,
đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp
và lên men thực phẩm.
• Leuconostoc là nguyên nhân gây ra mùi hôi khi mới làm
bột nhào chua. Một vài loài có khả năng gây nhiễm trùng
ở người.
• Leuconostoc mesenteroides là loài kị khí không bắt
buộc, đòi hỏi các yếu tố sinh trưởng phức tạp. Chúng
tồn tại trong thiên nhiên ở chủ yếu ở dạng hình tròn, tồn
tại riêng rẽ hoặc từng cụm nhỏ, tuy nhiên hình dạng có
thể thay đổi tùy theo điều kiện sinh trưởng, trong môi
trường chứa nhiều glucose thì hình dạng có thể bị kéo
dài ra hoặc biến thành hình que.


PEDIOCOCCUS

Pediococcus halophilus

Pediococcus pentosaceus

• Pediococcus là giống vi khuẩn gram dương thuộc họ
Lactobacillaceae, chúng thường xuất hiện ở dạng song
cầu khuẩn hoặc dạng tứ cầu khuẩn được chia đối xứng
qua một hoặc hai mặt phẳng. Chúng hoàn toàn là loài
homofermentative với đại diện là Pediococcus
acidilactici, Pediococcus damnosus, Pediococcus
dextrinicus, Pediococcus parvulus và Pediococcus
pentosaceu.
• Pediococcus thường được xem là một tác nhân làm hư
hỏng bia rượu, mặc dù sự có mặt của nó đôi khi tạo nên
mùi vị lôi cuốn của nhiều loại bia vì Pediococcus tách
diacetyl – chất mang lại hương vị của bơ hoặc hương vị
kẹo bơ đường cho một vài loại rượu như Chardonnay và
nhiều loại bia.
• Loài Pediococcus thường được cấy truyền trong ủ xilo.


STREPTOCOCCUS


Streptococcus thermophilus

Streptococcus Pyogenes

Streptococcus

Streptococcus pneumoniae

• Streptococcus là một giống vi khuẩn gram dương hình
cầu. Những tế bào của nó được chia đối xứng qua một
trục, vì vậy nó phát triển ở dạng song cầu khuẩn hoặc
song cầu khuẩn. Cấu tạo này hoàn toàn trái ngược với
tụ cầu khuẩn (vì những tế bào tụ cầu khuẩn được chia
theo nhiều trục phức tạp tạo thành hình dạng giống như
chùm nho).
• Streptococcus được chia nhỏ thành Lactococcus,
Enterococcus, Vagococcus, dựa trên đặc tính sinh học
cũng như cấu tạo phân tử.Trong quá khứ, người ta phân
lọai Streptococcus bằng cách phân tích huyết thanh.
• Lactococci được ứng dụng nhiều trong công nghệ sản
xuất bơ sữa với lượng sử dụng hằng năm rất lớn. Do sự
ảnh hưởng to lớn của loài này đến công nghiệp, cả hai
loài phụ của nó là lactis and cremoris cũng được sử
dụng rộng rãi.


CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
LÊN MEN LACTIC


Nguồn nitơ
Nguồn nitơ rất cần thiết cho quá trình lên men. Tác động
của nhiều nguồn nitơ lên sự phát triển của tế bào và quá trình
sản xuất axit lactic đã được nghiên cứu rất kỹ . Men chiết là
nguồn nitơ hữu hiệu nhất ; càng nhiều men chiết thì tế bào
càng phát triển mạnh và năng suất sản xuất axit lactic càng
cao. Liều lượng men chiết và sự phát triển của tế bào có tỉ lệ
với nhau ở nòng độ của men chiết là 30g/L , và năng suất sản

xuất axit lactic gần như có tương quan ở liều lượng men chiết
là 25 g/L . Tuy nhiên , việc tăng nhanh lượng men chiết gây ra
sự hao phí của axit lactic trong quá trình sản xuất. Do đó ,
người ta đã cố gắng tìm ra liều lượng men chiết tối ưu cho họat
động của những mẻ liên tiếp với những tế bào được sử dụng
lại. Kết quả cho thấy khi sử dụng Enterococcus faecalis RKY1
thì chỉ 26% lượng men chiết cho 1 mẻ lên men truyền thống đã
đủ để sản xuất 1 lượng axit lactic tương tự với nòng độ axit
lactic trong sản phẩm là 92-94g/L và năng suất là 6.03-6.20
g/L.h.


Nguồn glucid
Để duy trì dự sống , điều hòa các quá trình chuyển hóa trong tế bào
vi khuẩn lactic cần sử dụng nguồn glucid có trong môi trường làm nguồn
carbon. Nguồn gluxit quan trọng cung cấp cho vi khuẩn lactic là đường
lactose . Hầu hết các vi khuẩn lactic đều có enzyme lactase nên thủy
phân được lactose thành glucose và galactose.
H2O
C12H22O11
C6H12O6 + C6H12O6
Lactase
Lactose
glucose
galactose
Glucose và galactose tiếp tục được vi khuẩn lactic sử dụng chuyển
hóa thành các hợp chất khác sinh năng lượng để giúp chúng phát triển .
Ngoài lactose , vi khuẩn lactic còn dùng được một số đường
disaccharide như saccharose , maltose ,còn các polysaccharide như
dextrin , tinh bột thì được chúng sử dụng một cách chọn lọc . Đối với quá

trình lên men lactic đồng hình , vi khuẩn lactic có thể chuyển hóa khỏang
98 % gluxit có trong môi trường thành acid lactic .


Vitamin
Vitamin nhóm B là loại nhân tố sinh trưởng đầu tiên
phát hiện thấy ở vi sinh vật . Ngoài nhu cầu về phần
gluxit và azốt , vi khuẩn lactic cũng cần nhiều loại
vitamin có mặt trong môi trường dinh dưỡng khỏang 5 -6
loại vitamin . Đối với các vi sinh vật khác nhau như nấm
men , vi khuẩn acetic , vi khuẩn propionic có thể tổng
hợp vitamin cần thiết cho tế bào phát triển , còn vi khuẩn
lactic không có khả năng đó . Hàm lượng vitamin cần
thiết đối với các vi khuẩn lactic có khác nhau , các cầu
khuẩn lactic như Streptococcus lactis , Streptococcus
cremoris , Streptococcus diacetylactis có nhu cầu về
niacin , acid nicotinic và biotin nhưng không có nhu cầu
về tianin , acid folic va B12 .


Muối khoáng và các nguyên tố vi
lượng
Nhu cầu về chất khóang của vi khuẩn lactic không lớn
lắm , do vi khuẩn lactic chỉ phát triển trong môi trường tự
nhiên nên chúng sử dụng các chất khoáng có mặt trong môi
trường . Trong các loại chất khóang phospho chiếm tỉ lệ cao
nhất , P có mặt trong nhiều hợp chất quan trọng của tế bào
như trong acid nucleic, phospholipid , ATP, ADP...Với muối
NaCl ở hàm lượng 6.5 % trong môi trường đã ức chế hầu hết
các vi khuẩn lactic , phần lớn vi khuẩn lactic còn sử dụng Mg

, Na ở dạng dễ đồng hóa , Mg là chất họat hóa một số men
như hexakinase , peptidase... Ngoài các khóang , vi khuẩn
lactic còn cần một số các nguyên tố vi lượng như Cu ( có
trong lactase , oxydase..) , Zn (carboxianhydrase ) , Mn ,C ,
Fe ( phosphatase,aldolase ...). Sự có mặt đầy đủ các chất
khóang trong môi trường dinh dưỡng ít nhiều cũng giúp cho vi
khuẩn lactic họat động tốt trong quá trình lên men latic.


pH môi trường
• pH môi trường có ảnh hưởng đến họat động phát triển
của vi sinh vật , sự có mặt của các ion H sẽ tác động lên
tế bào vi sinh vật theo nhiều cách :
• Ảnh hưởng trực tiế làm bề mặt tế bào tích điện khác nhau
, làm cho hoạt độ của các loại enzyme thay đổi .
• pH ảnh hưởng đến sự phân ly của các chất dinh dưỡng
có trong môi trường tác động đến quá trình dinh dưỡng
của tế bào.
• pH môi trường khác nhau còn làm độ phân tán chất keo
và độ xốp của thành tế bào không đều cho nên việc
chống lại tác động bên ngoài khác nhau dẫn đến hình
dạng tế bào thay đổi.
• Với vi khuẩn lactic thì các loại cầu khuẩn chịu pH thấp
kém hơn so với các loại trực khuẩn