Nghiên cứu một số đặc tính sinh lý, sinh hóa của chủng vi khuẩn phân lập từ sản phẩm sữa

Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong Khóa luận này
là trung thực.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Khóa luận này
đã được cảm ơn và các thông tin được trích dẫn trong Khóa luận này đã được
ghi rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 25 tháng
06 năm 2013

Nguyễn Thị Thương

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page i


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Đỗ Thị Thanh Huyền, người đã trực tiếp
hướng dẫn về khoa học và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình tôi nghiên
cứu, hoàn thành đề tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn các anh (chị) cán bộ Bộ môn Công nghệ
Enzyme và Protein, Viện Công nghệ thực phẩm đã nhiệt tình giúp đỡ, chỉ bảo và
chia sẻ với tôi trong thời gian thực tập tại phòng và Viện.
Nhân dịp này tôi cũng xin được chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xuân
Bang, giáo viên hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi cũng xin bày
tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám hiệu trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Ban
Chủ nhiệm khoa Công nghệ thực phẩm, và các thầy giáo, cô giáo Bộ môn Công
nghệ chế biến đã động viên, chỉ dẫn, góp ý và tạo những điều kiện thuận lợi để
tôi hoàn thành luận văn và thời gian thực tập của mình.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã
động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình tôi thực hiện đề tài.

Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2013

Nguyễn Thị Thương

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page ii


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.........................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................ii
MỤC LỤC...............................................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG...................................................................................................vi

DANH MỤC HÌNH...................................................................................................vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU...............................................................viii
PHẦN THỨ NHẤT - MỞ ĐẦU.....................................................................................1

1.1. Đặt vấn đề.......................................................................................................1
1.2. Mục đích.........................................................................................................2
1.3. Yêu cầu...........................................................................................................2
PHẦN THỨ HAI - TỔNG QUAN TÀI LIỆU...................................................................3

2.1. Phân loại vi khuẩn..........................................................................................3
2.1.1. Cơ sở phân loại và quy ước định tên vi khuẩn.......................................3
2.1.2. Phân loại dựa vào đặc tính nhuộm Gram...............................................4
2.2. Vi khuẩn lactic................................................................................................5
2.2.1. Phân loại vi khuẩn lactic........................................................................5
2.3. Lactococcus lactis...........................................................................................8
2.3.1. Giới thiệu chung.....................................................................................8
2.3.2. Phân loại.................................................................................................8
2.3.3. Một số đặc tính cơ bản của chủng Lactococcus lactis...........................9
2.4. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của vi khuẩn lactic............................................11
2.4.1. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic..............................................11
2.5. Quá trình trao đổi chất của vi khuẩn lactic...................................................13
2.6. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn lactic...................14
2.6.1. Oxy.......................................................................................................14
2.6.2. Nhiệt độ................................................................................................14
2.6.3. pH môi trường......................................................................................14

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page iii

Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

2.6.4. Nồng độ của các chất hòa tan...............................................................15
2.6.5. Thời gian lên men.................................................................................15
2.7. Những ứng dụng của vi khuẩn lactic............................................................15
2.7.1. Những ứng dụng trong công nghệ thực phẩm......................................16
2.7.2. Một số ứng dụng khác của vi khuẩn lactic...........................................17
2.8. Những nghiên cứu về vi khuẩn lactic trên thế giới và ở Việt Nam..............18
2.8.1. Một số nghiên cứu của các tác giả trên thế giới...................................18
2.8.2. Một số nghiên cứu của các tác giả Việt Nam.......................................19
PHẦN THỨ BA - ĐỐI TƯỢNG-NỘI DUNG-PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................23

3.1. Đối tượng, vật liệu nghiên cứu.....................................................................23
3.1.1. Đối tượng.............................................................................................23
3.1.2. Vật liệu.................................................................................................23
3.1.3. Môi trường nuôi cấy.............................................................................25
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu................................................................25
3.3. Nội dung nghiên cứu....................................................................................26
3.4. Phương pháp nghiên cứu..............................................................................26
3.4.1. Phương pháp quan sát hình thái vi khuẩn............................................26
3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng một số nguồn cacbonhydrate đến sự tạo thành acid lactic28
3.4.3. Khảo sát khả năng sinh diacetyl...........................................................29
3.4.4. Xác định vi khuẩn kỵ khí hay hiếu khí.................................................30
3.4.5. Xác định khả năng chịu pH..................................................................31
3.4.6. Khảo sát khả năng chịu muối mật........................................................31
3.4.7. Khảo sát sự sinh trưởng của vi khuẩn lactic theo thời gian lên men....32
2.4.8. Phương pháp xử lý số liệu....................................................................34

PHẦN THỨ TƯ - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................35

4.1. Quan sát hình thái vi khuẩn..........................................................................35
4.2. Xác định khả năng yếm khí hay kỵ khí của vi khuẩn...................................37
4.3. Khảo sát khả năng sinh trưởng theo thời gian của chủng vi khuẩn lactic....38

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page iv


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

4.3.1. Khảo sát khả năng sinh trưởng bằng phương pháp đo mật độ quang. .38
4.3.2. Khảo sát khả năng tạo acid của các chủng vi khuẩn theo thời gian.....39
4.4. Khảo sát ảnh hưởng của một số nguồn cacbonhydrate tới sự tạo thành acid.......40
4.5. Khảo sát khả năng sinh diacetyl...................................................................41
4.6. Xác định khả năng chịu pH..........................................................................43
4.7. Khảo sát khả năng chịu muối mật................................................................44
PHẦN THỨ NĂM - KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ..............................................................46

5.1. Kết luận........................................................................................................46
5.2. Đề nghị.........................................................................................................46
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................47

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page v

Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu....................................................23
Bảng 3.2: Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu......................................................23
Bảng 4.1: Hàm lượng acid tổng tạo ra của các chủng vi khuẩn ở các môi trường
chứa các loại đường khác nhau ..........................................................................39
Bảng 4.2: Hàm lượng diacetyl sinh ra của các chủng vi khuẩn nghiên cứu ......40

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page vi


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

DANH MỤC HÌNH
Hình 4.1. Hình thái tế bào vi khuẩn, nhuộm Gram ............................................34
Hình 4.2. Hình thái khuẩn lạc vi khuẩn lactic.....................................................35
Hình 4.3. Kết quả phản ứng catalase...................................................................36
Hình 4.4. Khả năng tăng trưởng trên môi trường thạch sâu của vi khuẩn nghiên
cứu.......................................................................................................................37
Hình 4.5. Đồ thị đường cong sinh trưởng của vi khuẩn......................................38
Hình 4.6: Đồ thị thể hiện khả năng tạo acid của vi khuẩn lactic.........................39

Hình 4.7: Đồ thị thể hiện khả năng chịu pH thấp của vi khuẩn lactic ................42
Hình 4.8: Đồ thị thể hiện khả năng chịu muối mật của vi khuẩn........................43

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page vii


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU

ATP

Adenosine Triphosphate

DNA

Deoxyribo Nucleic Acid

EMP

Embden-Mayerhof-Parnas

IM

Màng trong

Leu.

Leuconostoc

L.lactis

Lactococcus lactis

LP

Lipoprotein

LPS

Lipopolysaccarit

MM

Màng giữa

OM

Màng ngoài

Str.

Streptococcus

v/p

Vòng/phút

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page viii


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

PHẦN THỨ NHẤT
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Thực phẩm lên men là thực phẩm truyền thống của nhiều nước trên thế
giới trong đó có Việt Nam. Thực phẩm lên men được chế biến trên nhiều loại
nguyên liệu khác nhau như: rau quả, thịt, cá, sữa…. Cùng với sự đa dạng về
nguyên liệu chế biến thì thực phẩm lên men còn đa dạng về tác nhân lên men: vi
khuẩn, nấm men,…
Bằng cách sử dụng nguồn dinh dưỡng có trong nguyên liệu mà vi sinh vật
có thể tạo ra các chất trao đổi làm thay đổi tính chất của nguyên liệu, tạo hương
vị đặc trưng cho sản phẩm lên men, thậm chí còn làm thay đổi cấu trúc của
nguyên liệu như: làm đông tụ sữa tạo sữa chua, phomat…
Trong số các tác nhân lên men thì vi khuẩn lactic cũng là loài được ứng
dụng rất rộng rãi trong công nghệ thực phẩm. Chúng sẵn có trong tự nhiên, có
thể phát triển ở trong các loại thực phẩm khác nhau: rau quả, thịt, sữa,… và góp
phần tạo ra rất nhiều sản phẩm khác nhau: rau quả muối chua, nem chua, thịt
muối, sữa chua, phomat, bia…. Trong các điều kiện nuôi cấy khác nhau, sản
phẩm tạo ra là khác nhau và với nồng độ các chất cũng khác nhau, tạo hương vị
riêng cho từng sản phẩm.

Trong các sản phẩm sữa có chứa rất nhiều các loại vi khuẩn khác nhau với
những vai trò khác nhau để tạo nên hương vị rất đặc trưng cho sản phẩm giàu
dinh dưỡng này. Có những vi khuẩn tạo acid, có những vi khuẩn sinh hương, có
những vi khuẩn sinh các chất kháng khuẩn,… Vì hệ vi sinh vật trong các sản
phẩm sữa rất đa dạng như vậy nên chúng tôi tiến hành để tài: “Nghiên cứu một
số đặc tính sinh lý, sinh hóa của chủng vi khuẩn phân lập từ sản phẩm sữa”
nhằm góp phần tìm hiểu sâu thêm về các chủng vi khuẩn này. Từ đó giúp chúng
ta ứng dụng tốt hơn các chủng vi khuẩn này trong các sản phẩm sữa và có thể
ứng dụng cho các sản phẩm lên men khác.

1.2. Mục đích

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 1


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

Nghiên cứu một số đặc tính sinh lý, sinh cơ bản của chủng vi khuẩn phân
lập được từ một số sản phẩm từ sữa.
1.3. Yêu cầu




Quan sát được hình thái tế bào của các chủng vi khuẩn nghiên cứu.
Xác định được vi khuẩn nghiên cứu là vi khuẩn hô hấp kỵ khí hay hiếu khí.

Xác định khả năng sinh trưởng của chủng vi khuẩn nghiên cứu theo thời



gian nuôi cấy.
Xác định được ảnh hưởng của các nguồn cacbonhydrate đến sự tạo thành




acid lactic.
Xác định khả năng sinh diacetyl của chủng vi khuẩn nghiên cứu.
Xác định khả năng chịu pH và muối mật của chủng vi khuẩn nghiên cứu.

PHẦN THỨ HAI
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Phân loại vi khuẩn

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 2


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

2.1.1. Cơ sở phân loại và quy ước định tên vi khuẩn
Khoa học phân loại tìm cách để mô tả sự đa dạng các loài vi khuẩn bằng
cách gọi tên và gom thành nhóm các chủng dựa trên sự giống nhau. Vi khuẩn có

thể được phân loại dựa vào cấu trúc tế bào, sự trao đổi chất, sự khác nhau về cấu
trúc DNA, acid béo, chất màu, kháng nguyên và quimon (Kiều Hữu Ảnh, 2010).
Theo quy ước quốc tế: loài được sử dụng làm đơn vị cơ sở trong hệ thống
phân loại vi khuẩn. Mỗi loài vi khuẩn bao gồm các cá thể có tất cả các đặc điểm
về cấu trúc và các tính trạng đồng nhất cao so với nhau. Tên mỗi loài được quy
ước thống nhất viết nghiêng bằng chữ latinh và gồm 2 phần: phần đứng trước là
tên giống (quy ước viết hoa chữ cái đầu tiên, có thể viết tắt chỉ bằng một chữ cái
đầu tiên viết hoa với dấu chấm đứng sau chữ viết tắt); phần đứng sau là tên loài
(quy ước viết chữ thường, chỉ viết hoa nếu loài mang tên tác giả đã phát hiện
hoặc mô tả đầu tiên), ví dụ: Bacillus subtilis (B. subtilis); Acetobacter
Pasteurianum (A. Pasteurianum) (Trần Liên Hà, 2007).
Một số loài có chung các đặc tính cơ bản và cùng có chung một số đặc
tính khác biệt đủ để có thể phân biệt với các loài khác được xếp vào một giống
(Trần Liên Hà, 2007). Tộc thường có tên tận cùng bằng eae, ví dụ:
Escherichieae (Nguyễn Lân Dũng và ctv, 1979). Các giống gần gũi nhau được
xếp chung vào một họ (Trần Liên Hà, 2007). Họ thường được có tên tận cùng
bằng aceae, ví dụ: Thiorhodaceae. Bộ thường có tên tận cùng là ales, ví dụ:
Pseudomonadales (Nguyễn Lân Dũng và ctv, 1979).
Phân loại dưới loài:
Thứ: dùng để chỉ một nhóm nhất định trong một loài nào đó, ví dụ:
Mycobacterium tuberculosis var. hominis (vi khuẩn lao ở người), Mycobacterium tuberculosis var. bovis (vi khuẩn lao ở bò), Mycobacterium tuberculosis var.
avium (vi khuẩn lao ở chim),… (Nguyễn Lân Dũng và ctv, 1979).
Dạng: chỉ một nhóm nhỏ hơn ở dưới Thứ. Chẳng hạn người ta đã căn cứ
vào những đặc tính khác nhau về phản ứng huyết thanh mà chia phế cầu
Diplococcus pneumonia thành 80 dạng khác nhau, trong đó các dạng I, II, III là
các dạng có độc tính mạnh nhất (Nguyễn Lân Dũng và ctv, 1979).
Nòi hay Chủng: là thuật ngữ riêng dùng để chỉ một loài vi sinh vật mới
phân lập thuần khiết được từ một cơ chất nào đó. Các cá thể cùng một loài
nhưng phân lập được từ những nơi khác nhau, thậm chí cùng một nơi nhưng ở

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 3


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

lớp đất khác nhau không bao giờ hoàn toàn giống nhau. Chúng có thể được coi
là các nòi khác nhau. Các nòi thường được ký hiệu bằng những con số, những
chữ viết tắt theo quy ước riêng của người nghiên cứu. Ví dụ các nòi Bac.
Subtilis B.F 7658, Azotobacter vinelandii TH1. 70, …(Nguyễn Lân Dũng và ctv,
1979).
2.1.2. Phân loại dựa vào đặc tính nhuộm Gram
Dựa vào đặc tính nhuộm Gram, vi khuẩn được chia thành Gram âm và
Gram dương. Các tế bào Gram âm chứa chứa thành tế bào phức tạp có một
màng ngoài (OM) và một màng giữa (MM). OM được cấu tạo từ
lipopolysaccarit (LPS), lipoprotein (LP) và phospholipid. Các phân tử
phospholipid được sắp xếp thành một lớp kép với phần kỵ nước (các acid béo)
quay vào trong và phần ưa nước (glyxerol và phosphate) quay ra ngoài. Các
phân tử LPS và LP nằm giữa lớp phospholipid. Lớp MO giới hạn sự vận chuyển
và có chức năng như một hàng rào. Tính đề kháng của vi khuẩn Gram âm với
nhiều enzyme (lysozyme, enzyme thủy phân mucopeptide), các phân tử kỵ
nước, các chất kháng sinh (penixilin) là do đặc tính hàng rào của lớp OM. Các
phân tử LPS cũng có đặc tính kháng nguyên. Nằm dưới lớp OM là lớp MM
được cấu tạo từ một lớp peptidoglycan hoặc mucopeptit mỏng nằm giữa các
nguyên liệu chứa một vài loại protein. Nằm dưới lớp này là màng sinh chất hoặc
màng trong (IM) được cấu tạo từ một lớp phospholipid kép mà ở đó chứa nhiều
loại protein. Các tế bào Gram dương chứa một lớp thành dày được cấu tạo từ vài

lớp mucopeptit (chịu trách nhiệm đối với cấu trúc dày, rắn) và hai loại acid
teichoic. Một số loài cũng có một lớp khác nằm phía trên bề mặt được gọi là lớp
protein bề mặt. Các phân tử acid teichoic của thành được liên kết với các lớp
mucopeptit, còn các phân tử lipoteichoic thì được liên kết với cả mucopeptit lẫn
màng tế bào chất. Các acid lipoteichoic tích điện âm (do các nhóm phosphate)
có thể liên kết hoặc điều hòa sự chuyển động của các phân tử mang điện dương
vào và ra khỏi tế bào. Các acid teichoic mang đặc tính kháng nguyên và có thể
sử dụng để xác định vi khuẩn Gram dương bằng phương pháp huyết thanh học.
Do tính phức tạp trong thành phần hóa học của thành tế bào, các vi khuẩn Gram

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 4


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

dương được coi là đã tiến hóa trước các vi khuẩn Gram âm (Kiều Hữu Ảnh,
2010).
2.2. Vi khuẩn lactic
Vi khuẩn lactic là vi khuẩn Gram dương, nhìn chung là loại không sinh
bào tử, không hô hấp, có tỷ lệ G-C thấp. Tế bào có dạng hình cầu và hình que,
sinh acid lactic là sản phẩm chính của quá trình lên men cacbonhydrate. Vi
khuẩn lactic không có cytochrome, catalase âm tính, có khả năng chịu acid và là
lên men bắt buộc. Trong tự nhiên, vi khuẩn lactic có mặt ở nhiều nơi, cả trong
phân, rác, xác của động thực vật. Vi khuẩn lactic là thành phần không thể thiếu
của hệ vi sinh vật đường tiêu hóa, ở miệng người và động vật. Chúng có trong
niêm mạc miệng, niêm mạc ruột của người và gia súc, gia cầm. Đặc biệt, vi

khuẩn lactic có mặt với một lượng lớn trong các sản phẩm thực phẩm giàu dinh
dưỡng như: thịt, sữa, rau quả, đồ uống, và đặc biệt nhiều trong các sản phẩm lên
men (Lê Thanh Bình, 2012).
Nhìn chung vi khuẩn lactic không sinh sắc tố nhưng khi sinh trưởng trong
môi trường bổ sung máu thì một số loài lại có khả năng tạo nên sắc tố hemin (là
dạng muối có màu đỏ nâu). Vi khuẩn lactic cũng không chứa catalase và
cytocrom (trừ một số loài như Enterococcus feacalis được coi là có hoạt tính
pseudocatalase). Tuy nhiên, một vài loài như Lactococcus lactis, Leuconostoc
mensenteroides lại có thể tạo thành các cytocrom khi sinh trưởng trên môi
trường chứa máu, những loài này thậm chí còn có quá trình phosphoryl hóa, oxy
hóa chuỗi hô hấp (Lê Thanh Bình, 2012).
2.2.1. Phân loại vi khuẩn lactic
Từ năm 1919, Orla-Jensen đã mô tả một số đặc điểm đặc trưng để phân
loại vi khuẩn lactic. Nhờ các đặc điểm này mà công việc phân loại vi khuẩn
lactic được thuận lợi, rõ ràng hơn nhiều. Các đặc điểm mà Orla-Jensen đưa ra
bao gồm các đặc điểm hình thái, kiểu lên men đường glucose (lên men đồng
hình hay lên men dị hình), khả năng sinh trưởng ở các ngưỡng nhiệt độ (10 0C,
450C) và sử dụng một số loại đường khác nhau. Dựa vào đặc điểm hình thái tế
bào, vi khuẩn lactic được chia thành hai loại, loại có tế bào dạng hình que gồm
các chi Lactobacillus và Carnobacterium, loại có tế bào hình cầu gồm tất cả các

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 5


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

chi còn lại. Theo tiêu chí phân loại của Orla-Jensen, vi khuẩn lactic được phân
thành 4 chi, gồm Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus và Streptococcus.
Mặt khác, nếu dựa theo khả năng lên men đường thì vi khuẩn lactic được chia
thành hai nhóm là: nhóm lên men đồng hình (thủy phân đường glucose theo con
đường Embden-Meyerhof-Parnas) và nhóm lên men dị hình (thủy phân đường
glucose theo con đường phosphogluconate / phosphoketolase). Hầu hết các vi
khuẩn lactic tiến hành đường phân theo con đường EMP. Ngoại trừ
Leuconostoc, Oenococci và Weissella và một số dưới nhóm Lactobacillus có cơ
chế lên men dị hình (Lê Thanhn Bình, 2012).
Vi khuẩn lactic được phân thành hai tộc lớn là Streptococceae và
Lactobacilleae, trong đó có một số chủng thường gặp như: Lactococcus,
Streptococcus, Leuconostoc,….
2.2.1.1. Lactococcus
Các tế bào có hình trứng tròn, đường kính khoảng từ 0,5 đến 1,0µm, đứng
thành cặp hoặc thành chuỗi ngắn không di động, không sinh bào tử, từ kỵ khí
không bắt buộc đến vi hiếu khí. Nói chung chúng sinh trưởng tốt giữa 20 0C đến
300C nhưng không sinh trưởng được ở nồng độ muối 6,5% hoặc pH 9,6. Trong
môi trường thích hợp, chúng có thể tạo ra khoảng 1% acid lactic L(+) và làm
giảm pH tới khoảng 4,5. Chúng cũng lên men galactose, saccharose và maltose.
Nơi sống tự nhiên của chúng là cây xanh, cỏ ủ chua, môi trường sữa và sữa tươi
(Kiều Hữu Ảnh, 2010) .
2.2.1.2. Streptococcus
Chỉ có một loài, Streptococcus thermophiles đã được sử dụng trong công
nghiệp sữa. Các tế bào Gram dương hình cầu tới hình trứng tròn, đường kính từ
0,7 đến 0,9µm và đứng thành cặp hoặc thành chuỗi dài. Các tế bào sinh trưởng
tốt ở 370C đến 400C, nhưng cũng có thể sinh trưởng ở 52 0C. Chúng là những vi
khuẩn kỵ khí không bắt buộc và trong môi trường chứa glucose có thể làm giảm
pH xuống 4,0 và tạo thành acid lactic L(+). Chúng lên men fructose, mantose và
lactose, nhưng nói chung chúng không lên men galactose và saccharose.Tế bào
sống được ở 600C trong 30 phút. Nơi sống tự nhiên của chúng còn chưa rõ mặc

dù chúng có mặt ở trong sữa (Kiều Hữu Ảnh, 2010).

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 6


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

2.2.1.3. Leuconostoc
Các tế bào Gram dương có tế bào hình cầu đến hình hạt đậu được sắp xếp
thành cặp hoặc chuỗi ngắn, không di động, không sinh bào tử, catalase âm tính
và kỵ khí không bắt buộc. Các loài sinh trưởng tốt giữa 20 0C đến 300C, với
phạm vi từ 10C tới 37oC. Glucose được lên men thành acid D(-), CO 2, ethanol,
hoặc acid axetic, với pH bị giảm tới 4,5 đến 5,0. Các loài sinh trưởng trong sữa
nhưng không thể làm đông sữa. Tương tự, arginine không bị thủy phân. Nhiều
loài tạo thành dextran khi sinh trưởng trên saccharose. Citrate được sử dụng để
sản sinh ra diacetyl và CO2. Một số loài có thể tồn tại ở 600C trong 30 phút. Hiện
nay đã biết 5 loài là: Leuconostoc mesenteroides, Leu.paramesenteroides, Leu.
lactis, Leu. carnosum và Leu. gelidum (Kiều Hữu Ảnh, 2010).
2.2.1.4. Pediococcus
Các tế bào hình cầu và tạo thành bốn tế bào một nhưng chúng có thể đứng
thành cặp. Không gặp các tế bào đơn độc hoặc chuỗi. Chúng là các vi khuẩn Gram
dương không di động, không sinh bào tử, kỵ khí không bắt buộc. Chúng sinh trưởng
tốt trong khoảng 250C đến 400C. Một số loài sinh trưởng ở 500C. Chúng lên men
glucose, tạo thành acid lactic L(+) hoặc DL, một số loài làm giảm pH xuống 3,6. Tùy
thuộc loài, chúng có thể lên men saccharose, arabinose, ribose và xylose. Nói chung
không lên men được lactose, không làm đông sữa. Chúng thường thấy trong thực

vật, rau, cỏ ủ chua, rau lên men, thịt và cá (Kiều Hữu Ảnh, 2010).
2.2.1.5. Lactobacillus
Nhóm Lactobacillus gồm một nhóm không đồng nhất của các vi khuẩn
Gram dương hình que, thường không di động, không sinh bào tử, kỵ khí bắt
buộc, thường thay đổi về mặt hình thái về các đặc điểm sinh trưởng và trao đổi
chất. Tế bào thay đổi từ trực khuẩn rất ngắn (gần giống hình cầu) đến trực khuẩn
rất dài, mảnh và tương đối dày, thường uốn cong và có thể có mặt dưới dạng các
tế bào đơn độc hoặc đứng thành chuỗi từ ngắn đến dài. Khi sinh trưởng trên
glucose, tùy loài chúng có thể sản sinh hoặc là acid lactic [L(+), D(-), hoặc DL],
hoặc một chuỗi hỗn hợp của acid lactic, ethanol, acid axetic và CO 2. Một số
cũng tạo thành diaxetyl. Nhiều loài sử dụng lactose, saccharose, fructose, hoặc
galatose và một số loài có thể lên men đường pentose. Nhiệt độ sinh trưởng có

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 7


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

thể dao động từ 10C đến 500C. Chúng được phân bố rộng và có thể tìm thấy
trong thực vật, rau, ngũ cốc, hạt, các sản phẩm sữa tươi và được chế biến….
(Kiều Hữu Ảnh, 2010).
2.3. Lactococcus lactis
2.3.1. Giới thiệu chung
Lactococcus lactis là vi khuẩn quan trọng nhất trong các sản phẩm như
bơ, phomat, sữa chua, kem…. Tế bào của chúng hình cầu hoặc hình trứng kích
thước 1,2 -1,5µm. Trong môi trường dịch thể, tế bào thường tồn tại ở dạng liên

kết đôi hoặc chuỗi ngắn. Lên men tạo chủ yếu là acid lactic. Tế bào Gram
dương, không sinh nội bào tử, không di động, vi hiếu khí và không có vỏ bọc
(Ngô Thị Phương Dung và ctv, 2011).
2.3.2. Phân loại
Dựa vào đặc tính sinh hóa, Lactococcus lactis được chia thành 2 phân loài
và 1 biovar.
Lactococcus lactis subsp. lactis
Lactococcus lactis subsp. cremoris
Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis
Lactococcuslactis subsp. lactis biovar diacetylactis phân biệt với
Lactococcuslactis subsp. lactis và Lactococcus lactis subsp. cremoris ở khả
năng sử dụng citrate để tạo thành diacetyl của nó. Nhưng khả năng tạo diacetyl
của biovar không ổn định do khả năng sử dụng citrate được quy định bởi
plasmids.
Lactococcuslactis subsp. lactis có khả năng kháng acid, kháng muối mật
tốt hơn Lactococcus lactis subsp. cremoris. Lactococcus lactis subsp. lactis có
thể sinh trưởng ở 400C trong môi trường có 4% NaCl, lên men đường ribose và
thủy phân arginine còn Lactococcus lacctis subsp. cremoris thì không có khả
năng này. Ngoài ra, Lactococcus lactis subsp. lactis còn có khả năng chịu được
nhiệt độ thấp khoảng 100C. Nếu ủ nó ở 80C trong 30 phút thì nó có thể tăng khả
năng sống sót lên 60 lần ở 52 0C so với việc không ủ nó ở 8 0C trong 30 phút (Jan
Willem Sander và ctv, 1999).
2.3.3. Một số đặc tính cơ bản của chủng Lactococcus lactis

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 8


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

2.3.3.1. Chuyển hóa protein
Cũng giống như các vi khuẩn khác, để sinh trưởng và phát triển được thì
trong môi trường nuôi cấy Lactococcus lactis cũng cần chứa acid amin, vitamin,
peptide, protein, các dẫn xuất của các amino acid. Trong sữa, acid amin tự do chỉ
đủ cung cấp cho 2% lượng vi khuẩn sinh trưởng và phát triển. Lượng còn lại
nhờ vào khả năng phân hủy protein của chúng (trong sữa, protein chủ yếu là
casein). Protein trong môi trường được phân hủy nhờ enzyme proteinase và
peptidase. Proteinase thủy phân 40% liên kết peptide tạo các chuỗi peptide ngắn
(các polypeptide và các oligopeptide), sau đó peptidase sẽ thủy phân chúng
thành các acid amin cần thiết cho sự tăng trưởng của vi khuẩn (Kiều Hữu Ảnh,
2010; Nguyễn Lân Dũng và ctv, 2009; Dubrvka Samaija và ctv, 2001).
2.3.3.2. Chuyển hóa lipid và các acid béo
Lipid (các este phức tạp của glixeril và acid béo) và các chất sáp (các este
phức tạp của acid béo và rượu cao phân tử) được nhiều loại vi sinh vật dùng làm
nguồn thức ăn cacbon và nguồn năng lượng. So với các chất hữu cơ khác thì đây
là loại cơ chất được đồng hóa với tốc độ chậm (Nguyễn Lân Dũng và ctv, 2009).
Bước đầu tiên của quá trình đồng hóa lipid và sáp là việc phân giải chúng
thành glixeril (hoặc rượu đơn nguyên tử) và các acid béo. Việc thủy phân này
xúc tác nhờ enzyme lipase nội bào hoặc ngoại bào. Sau khi được photphoryl hóa
glyxeril sẽ được tiếp tục chuyển hóa theo các con đường khác nhau và làm tích
lũy năng lượng trong các dây nối của ATP (Nguyễn Lân Dũng và ctv, 2009).
2.3.3.3. Quá trình chuyển hóa lactose
Sự chuyển hóa lactose trong những loài Lactococcus lactis khác với quá
trình trao đổi lactose của vi khuẩn lactic khác. Sự khác biệt là sự dị hóa đồng
thời cả glucose và galactose nhờ enzyme β-D-phosphogalactosidase. Galactose
sau đó thông qua con đường dị hóa Tagatose đồng thời dị hóa glucose thông qua
con đường EMP. Trong cả hai con đường, một enzyme aldolase cắt một hợp chất

trung gian diphosphate để tạo thành triose phosphate dihydroxyacetone
phosphate và phosphate glyceraldehyde. Các đường triose này được chuyển đổi
thành pyruvate và sau đó thành lactate nhờ enzyme L-lactate dehydrogenase.
Chức năng của những con đường này đối với Lactococcus lactis là để tạo ra

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 9


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

năng lượng và acid lactic làm sản phẩm phụ. Mặt khác còn giúp cơ thể loại bỏ
các pyruvate độc hại đối với tế bào, đặc biệt là khi độ pH trung bình thấp
(Dubrvka Samaija và ctv, 2001).
2.3.3.4. Quá trình trao đổi citrate
Trong số các Lactococcus lactis chỉ có L. lactis subsp. lactis biovar
diacetylactis là có khả năng chuyển hóa citrate trong sữa. Sản phẩm cuối cùng
của quá trình chuyển hóa citrate là diacetyl, acetoin, 2,3 butanediol, axetic acid
và cacbon dioxide góp phần vào sự hình thành hương vị trong các sản phẩm sữa
lên men. Trong L. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis phản ứng được xúc tác
bởi enzyme citrate permease (CitP), enzyme này được mã hóa bởi gen citP
plasmid được đưa vào các operon citQRP. Về số lượng, acetoin là sản phẩm chủ
yếu nhất của quá trình trao đổi citrate và xảy ra như một cơ chế ngăn chặn sự
tích tụ của pyruvate, diacetyl và CO 2 được sản xuất với số lượng nhỏ hơn.
Diacetyl được tạo ra nhờ sự phân hủy của hóa học α-acetolacete (nonenzymatic)
và phản ứng này xảy ra ở cấp độ nội bào. Phản ứng này xảy ra ở điều kiện
thoáng khí và có pH thấp (Dubrvka Samaija và ctv, 2001).

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 10


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

2.3.3.5. Quá trình tạo Bacteriocin
Một số chủng của L. lactis sản xuất vô số các hợp chất đối kháng khác
nhau, bao gồm protein antimicrobic hoặc bacteriocins. Các hợp chất này được
sinh ra như là một sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất. Khả năng của
một số chủng trong việc sản xuất bacteriocins là đáng kể từ khía cạnh khoa học
công nghệ.
Bacteriocins là protein hoặc phức hợp protein có chứa những thuộc tính
của vi khuẩn. Bacteriocins lactococcal là những protein nhỏ chịu nhiệt và tiêu
diệt triệt để các vi khuẩn có liên quan. Trường hợp ngoại lệ là phân tử nisine mà
hoạt động hướng về hàng loạt các vi khuẩn Gram dương, bao gồm cả Listeria
monocytogenes. Nisine, được sản xuất bởi một số chủng L. lactis subsp. lactis,
là bacteriocin phổ biến nhất và hiện nay người ta cũng chứng minh được rằng sự
sản xuất nisine và khả năng miễn dịch được mã hoá bởi một đoạn gen trên
nhiễm sắc thể lây truyền. Nó bao gồm 34 amino acid, có khối lượng phân tử của
3354, thuộc nhóm các lantibiotics, và trên thực tế được sử dụng trong bảo quản
thực phẩm. Nó được sử dụng thành công trong sản xuất pho mát, phomat tan
chảy, món tráng miệng sữa, đồ uống lên men và rau củ đóng hộp. Năm 1988
Cục Quản lý dược phẩm và thực phẩm Mỹ (FDA) công nhận nó như một chất
bảo quản để phòng chống sự phồng hơi do clostridial trong pho mát (Dubrvka
Samaija và ctv, 2001).

Ngoài L. lactis subsp. lactis, một số chủng L. lactis subsp.cremoris và
L.lactis subsp. lactis biovar diacetylactis cũng có khả năng sản xuất bacteriocins
với phạm vi ức chế khác nhau. Tuy nhiên, khả năng của chúng trong việc kiểm
soát sự phát triển của vi sinh vật gây sâu răng, và vi sinh vật gây bệnh, vẫn còn
phải được điều tra (Dubrvka Samaija và ctv, 2001).
2.4. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của vi khuẩn lactic
2.4.1. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic
Vi khuẩn lactic là những vi sinh vật có yêu cầu dinh dưỡng cao. Để sinh
trưởng bình thường, ngoài một nguồn cacbon, chúng cần nitơ, một phần dưới
dạng các acid amin, một số vitamin, các chất sinh trưởng, và các chất khoáng….
Vì sự có mặt của acid lactic với hàm lượng tương đối nhỏ đã kìm hãm sinh

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 11


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

trưởng cho nên sự có mặt của một chất đệm là cần thiết để duy trì quá trình lên
men (Kiều Hữu Ảnh, 1999).
2.4.1.1. Nhu cầu dinh dưỡng cacbon
Vikhuẩn lactic có thể sử dụng nhiều loại cacbonhydrate từ
các monosaccarit (glucose, fructose, manose), các disaccarit (saccharose,
lactose, maltose). Nguồn cacbon tốt nhất là các loại đường và ở một mức độ
nhỏ, các đường chứa nhóm rượu, còn polysaccarit thì không thể sử dụng. Chúng
sử dụng nguồn cacbon này để cung cấp năng lượng, xây dựng cấu trúc tế bào và
làm cơ chất cho quá trình lên men tổng hợp các acid hữu cơ.

Tốc độ lên men các loại mono-, đi- và oligosaccarit khác nhau đến mức
có thể dùng tiêu chuẩn này để phân biệt giữa các loài (Kiều Hữu Ảnh, 1999).
2.4.1.2. Nhu cầu dinh dưỡng nitơ
Phần lớn vi khuẩn lactic không thể sinh tổng hợp được các hợp chất
chứa nitơ. Vì vậy, để đảm bảo cho sự sinh trưởng và phát triển chúng phải sử
dụng các nguồn nitơ có sẵn trong môi trường.
Các nguồn nitơ vi khuẩn lactic có thể sử dụng như: cao thịt, cao nấm men,
trypton, dịch thủy phân casein từ sữa, pepton,… Hiện nay cao nấm men
là nguồn nitơ được sử dụng nhiều nhất và có hiệu quả nhất. Tuy nhiên, ở quy
mô công nghiệp không thể sử dụng nguồn nitơ này vì rất tốn kém.
2.4.1.3. Nhu cầu về Vitamin
Khả năng sinh tổng hợp của các vi khuẩn lactic thuộc loại yếu. Do vậy,
hàm lượng vitamin của môi trường giữ một vị trí quan trọng trong việc tổng hợp
các acid amin (Kiều Hữu Ảnh, 1999).
Vitamin đóng vai trò là các coenzyme trong quá trình trao đổi chất của
tế bào, nên rất cần thiết cho hoạt động sống. Tuy nhiên, đa số các loài vi
khuẩn lactic không có khả năng sinh tổng hợp vitamin. Vì vậy cần bổ sung vào
môi trường các loại vitamin. Các chất chứa vitamin thường sử dụng như nước
chiết từ khoai tây, ngô, cà rốt hay dịch tự phân nấm men…
2.4.1.4. Nhu cầu các hợp chất hữu cơ khác

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 12


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

Ngoài các axit amin và vitamin, vi khuẩn lactic còn cần các hợp chất hữu
cơ khác cho sự phát triển như các bazơ nitơ hay các acid hữu cơ, các acid béo.
Một số acid hữu cơ có ảnh hưởng thuận lợi đến tốc độ sinh trưởng của
vi khuẩn lactic như acid citric, acid oleic. Nên hiện nay người ta sử dụng các
muối citrate, dẫn xuất của acid oleic làm thành phần môi trường nuôi cấy, phân
lập và bảo quả các chủng vi khuẩn lactic.
Tương tự như hai acid hữu cơ trên, acid axetic cũng có những tác
động quan trọng đến sự sinh trưởng của tế bào. Nên người ta thường sử dụng
acid axetic dưới dạng các muối axetate để làm chất đệm cho môi trường khi nuôi
cấy vi khuẩn lactic.
2.4.1.5. Nhu cầu các muối vô cơ khác
Để đảm bảo cho sinh trưởng và phát triển đầy đủ, vi khuẩn lactic rất
cần các muối vô cơ. Nhằm cung cấp các nguyên tố khoáng như đồng, sắt,
natri, kali, photpho, lưu huỳnh, magie đặc biệt là mangan, vì mangan giúp ngăn
ngừa quá trình tự phân và ổn định cấu trúc tế bào.
2.5. Quá trình trao đổi chất của vi khuẩn lactic
Quá trình trao đổi chất và năng lượng của vi khuẩn lactic thực hiện thông
qua việc lên men lactic.
Dựa vào khả năng lên men, người ta chia vi khuẩn lactic làm hai nhóm:
Vi khuẩn lên men lactic đồng hình: thực hiện quá trình lên men tạo ra sản
phẩm chủ yếu là axit lactic. Do trong hệ enzyme của chúng có chứa aldolaza và
triozophotphatizomeraza nên quá trình lên men này xảy ra theo con đường EMP.
Vi khuẩn lên men lactic dị hình: thực hiện quá trình lên men, ngoài
axit lactic chúng còn tạo ra các sản phẩm phụ khác như axit axetic, rượu
etylic, CO2, một số chất thơm,… Đây là quá trình lên men rất phức tạp, không
theo con đường EMP vì chúng không có hai enzyme cơ bản là aldolaza
và triozophotphatizomeraza.
2.6. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn lactic

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 13


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

2.6.1. Oxy
Vi khuẩn lactic không có hệ enzyme xitochrom tham gia vào hô hấp,
nhưng chúng lại thực hiện được hô hấp nhờ hoạt tính của một số hợp chất của hệ
flavoproteit.
Quan hệ giữa các loài vi khuẩn với oxy ở mức độ hiếu khí của môi trường
khác nhau là rất khác nhau, thậm chí còn đối nghịch nhau nữa. Trong điều kiện
kỵ khí nghiêm ngặt chỉ làm cho trực khuẩn lên men dị hình chậm phát triển khi
ban đầu, còn đối với trực khuẩn lên men đồng hình sinh trưởng bị giảm 10%, lên
men giảm 23%.
Các loài lên men di hình sinh trưởng tốt nhất ở điều kiện kỵ khí, các loài
không sử dụng pentose thì phát triển rất kém trong điều kiện này (Lương Đức
Phẩm, 2006).
2.6.2. Nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng trong sự sinh trưởng và phát triển của vi
sinh vật. Nhiệt độ quá cao có thể tiêu diệt vi sinh vật, nhiệt độ thấp làm ức chế
sự sinh trưởng của vi sinh vật. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của vi sinh vật
phụ thuộc vào từng loài khác nhau. Nhiệt độ tối thích cho vi khuẩn lactic là
250C, đại bộ phận vi khuẩn lactic bị chết từ 45 0C trở lên, riêng loài
Lactobacillusdelbrueckii là loài chịu nhiệt ở 500C phát triển và hoạt động mạnh
mẽ. Các chủng lên men rượu vang ở nhiệt độ 10 0C-150C còn tiến hành lên men
và ở nhiệt độ dưới 100C trong khi tàng trữ còn có thể giúp vang hoàn thiện
(Lương Đức Phẩm, 2006).

2.6.3. pH môi trường
pH ảnh hưởng đến tính thấm qua màng của vi khuẩn, làm ảnh hưởng tới
quá trình chuyển hóa các chất có trong tế bào, sự hình thành ATP,…
Các chủng vi khuẩn lactic chịu được pH thấp khác nhau, đối với vi khuẩn
tách từ rượu vang có thể chịu pH 3-3,5 hoặc thấp hơn, các chủng tách từ dưa,
mắm chua chịu được pH 3,7 trở lên…
Chịu được acid nhiều hơn cả là các cầu khuẩn lên men dị hình, ít hơn là các trực
khuẩn lên men dị hình.Các trực khuẩn lên men đồng hình chiếm vị trí trung gian
(Lương Đức Phẩm, 2006).

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 14


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

2.6.4. Nồng độ của các chất hòa tan
Những chất hòa tan (đường, muối ăn, hóa chất) trong môi trường lỏng làm
ảnh hưởng đến đời sống của vi khuẩn. Chúng làm thay đổi áp suất thẩm thấu của
môi trường với tế bào vi khuẩn.
Nếu môi trường giàu chất hòa tan với một lượng lớn sẽ làm cho tế bào
chất bị héo khô và tế bào bi co nguyên sinh vì nước tiết ra ngoài môi trường.
Ngược lại, nước ở ngoài môi trường đi vào trong tế bào làm trương tế bào chất.
Đối với vi khuẩn lactic thì nồng độ đường thích hợp là từ 5-10%, còn với nồng
độ muối là khoảng 2-4% (Lương Đức Phẩm, 2010).
2.6.5. Thời gian lên men
Thời gian lên men là thời gian mà vi khuẩn sử dụng nguồn dinh dưỡng có

trong môi trường nuôi cấy để sinh trưởng, tạo ra các sản phẩm trao đổi chất. Đầu
quá trình lên men, nguồn dinh dưỡng đầy đủ để vi khuẩn sử dụng, vi khuẩn phát
triển nhanh, số lượng tế bào tăng theo cấp số nhân. Đến 1 ngưỡng nhất định, khi
lượng tế bào đạt cực đại (thường là sau 48 giờ lên men). Khi đó môi trường
không đủ đáp ứng dinh dưỡng cho vi khuẩn tiếp tục phát triển nữa thì quá trình
trao đổi chất của vi khuẩn sẽ giảm dần, số lượng vi khuẩn chết đi tăng lên. Đến
khi môi trường cạn kiệt dinh dưỡng thì vi khuẩn sẽ không thể phát triển được
nữa và sẽ chết.
2.7. Những ứng dụng của vi khuẩn lactic
Vi khuẩn lactic là nhóm vi khuẩn có lịch sử ứng dụng và nghiên cứu lâu
đời. Nó đã được sử dụng trong công nghiệp từ rất nhiều năm nay bởi chúng có
khả năng lên men đường (bao gồm cả lactose) và một số nguồn cacbonhydrate
khác tạo thành acid lactic, một số sản phẩm thứ cấp để tạo hương vị đặc trưng
cho mỗi một sản phẩm lên men.

2.7.1. Những ứng dụng trong công nghệ thực phẩm
2.7.1.1. Bảo quản thực phẩm
Khi lên men, vi khuẩn lactic tạo ra acid lactic làm giảm pH môi trường.
Dưới tác động của pH thấp, hầu hết các vi sinh vật gây bệnh, gây thối hỏng thực

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 15


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

phẩm như: E.coli, Pseudomonas sp., Sarcina sp., Samonella sp.,… đều bị tiêu

diệt.
Chúng còn sinh ra các chất ức chế như diacetyl, hydroperoxyde,
acetaldehyde và đặc biệt là bacteriocin. Diacetyl ức chế mạnh đối với vi khuẩn
Gram âm, nấm mốc. Hydroperoxyde có hoạt tính ức chế hoặc tiêu diệt các vi
khuẩn nhạy cảm nhờ khả năng oxy hóa mạnh. Bacteriocin là những peptide hay
protein, được tổng hợp ở ribosome của vi khuẩn có khả năng ức chế vi sinh vật
có quan hệ về chủng loài gần với chủng sinh ra bacteriocin. Bacteriocin của vi
khuẩn lactic có khả năng ức chế chủ yếu là vi khuẩn Gram dương, một số ít phổ
kháng khuẩn rộng, có khả năng ức chế cả vi khuẩn Gram âm trong một số điều
kiện đặc thù. Nisin, một bacteriocin được phát hiện từ năm 1928 cho đến nay nó
vẫn là bacteriocin duy nhất được sử dụng rộng rãi trong bảo quản thực phẩm ở
nhiều quốc gia (Lê Thanh Bình, 2012).
2.7.1.2. Chế biến các sản phẩm sữa
Sữa là môi trường dinh dưỡng lý tưởng cho tất cả các vi sinh vật, trong đó
có vi khuẩn lactic. Nhờ khả năng lên men, vi khuẩn lactic tạo cho sữa có pH
thấp ức chế vi sinh vật gây hư hỏng sữa, khả năng làm đông tụ casein có trong
sữa của chúng tạo cho các sản phẩm sữa có trạng thái sệt (sữa chua), rắn
(phomat, bơ). Ngoài ra, trong quá trình lên men, các vi khuẩn lactic còn tạo ra
một số sản phẩm thứ cấp để tạo hương đặc trưng cho mỗi sản phẩm sữa khác
nhau.
2.7.1.3. Sản xuất bánh mỳ đen
Đây là loại bánh mỳ có chất lượng cao bên cạnh quá trình lên men
bởi nấm men tạo rượu etylic và CO 2. Người ta còn sử dụng quá trình lên men
của vi khuẩn lactic để tạo vị chua và hương thơm đặc trưng cho sản phẩm.

2.7.1.4. Muối chua rau quả
Cũng như ủ chua thức ăn gia súc, muối chua rau quả cũng nhằm hai mục
đích: bảo quản nguyên liệu, đồng thời làm tăng giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm
quan.

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 16


Khóa luận tốt nghiệp

Sinh viên Nguyễn Thị Thương – K54CNTP

Đây là phương pháp vừa chế biến vừa bảo quản rau quả rất phổ
biến, được sử dụng nhiều trong gia đình cũng như trong kĩ nghệ đồ hộp. Hiện
nay, có nhiều sản phẩm muối chua được sản xuất và sử dụng rộng rãi như dưa
cải muối chua, dưa chuột muối chua, ....
2.7.1.5. Ủ thức ăn gia súc
Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến trong các trang trại chăn nuôi.
Thức ăn khi ủ không những giảm được sự tổn thất giá trị dinh dưỡng mà còn bổ
sung nhiều loại vitamin do vi sinh vật tổng hợp. Phương pháp này dựa vào sự
chuyển hóa đường có sẵn trong nguyên liệu của vi khuẩn lactic. Để khối ủ chua
thức ăn gia súc có chất lượng tốt, người ta thường sử dụng vi khuẩn lactic thuần
khiết như: Lactobacillus plantarm, Thermobacterium cerealle.
2.7.2. Một số ứng dụng khác của vi khuẩn lactic
2.7.2.1. Công nghiệp sản xuất acid lactic
Acid lactic là một nguồn nguyên liệu rất cần thiết cho nhiều ngành công
nghiệp khác (ngành công nghiệp thuộc da, công nghiệp dệt, trong in ấn, trong
ngành chế tạo chất dẻo có khả năng phân hủy sinh học PLA (polylactic acid
hoặc polylactide)…. PLA là sản phẩm nhựa phân hủy sinh học được chế tạo từ
acid lactic đã đem lại nguồn nguyên liệu mới thân thiện với môi trường. Ngoài
ra, muối lactate với các nguyên tố vi lượng thường được dùng làm dược phẩm
bổ sung cho cơ thể dưới dạng dễ hấp thu (Lê Thanh Bình, 2012).
2.7.2.2. Trong y học

Một ứng dụng quan trọng của vi khuẩn lactic là dùng trong điều trị học
như: lactate canxi là dược phẩm để bổ sung canxi dưới dạng dễ hấp thụ cho cơ
thể, sản xuất chế phẩm, men tiêu hóa dùng cho trẻ em hoặc người bị rối loạn tiêu
hóa hay mất cân bằng vi khuẩn đường ruột. Sản xuất lactat sắt dùng để chữa
bệnh thiếu máu. Leuconostos mesenteroides sử dụng để sản xuất chất thay thế
huyết tương (dextran).
2.7.2.3. Trong mỹ phẩm

Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Page 17