Nghiên cứu quá trình lên men axit lactic từ tinh bột hạt mít

B

GIÁO D C VÀ ĐÀO T O
Đ I H C ĐÀ N NG

H

TH H O

NGHIÊN C U QUÁ TRÌNH LÊN MEN
AXIT LACTIC T" TINH B T H T MÍT

LU$N VĂN TH C SĨ K) THU$T

Đà N+ng – Năm 2011


B

GIÁO D C VÀ ĐÀO T O
Đ I H C ĐÀ N NG

H

TH H O

NGHIÊN C U QUÁ TRÌNH LÊN MEN
AXIT LACTIC T" TINH B T H T MÍT

Chuyên ngành: CÔNG NGH: TH;C PH=M VÀ Đ
Mã sA:

U>NG

60 54 02

LU$N VĂN TH C SĨ K) THU$T

NgưFi hưHng dJn khoa hNc: PGS.TS.TRƯƠNG TH MINH H NH

Đà N+ng S Năm 2011



B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O
Đ I H C ĐÀ N NG

H

TH H O

NGHIÊN C U QUÁ TRÌNH LÊN MEN AXIT LACTIC
T

TINH B T H T MÍT

Chuyên ngành: Công ngh* th,c ph/m và ñ3 u4ng
Mã s4:

60 54 02

TÓM T=T LU>N VĂN TH C SĨ KD THU>T

Đà NEng F Năm 2011


Công trình ñư c hoàn thành t i
Đ I H C ĐÀ N"NG

Ngư#i hư$ng d&n khoa h)c: PGS.TS. TRƯƠNG TH1 MINH H NH

Ph3n bi5n 1: PSG.TS. TR7N TH1 XÔ

Ph3n bi5n 2: PGS.TS. PH M NG C ANH

Lu>n văn ñư c b3o v5 trư$c hAi ñBng chCm Lu>n văn tEt
nghi5p th c sĩ KJ thu>t h)p t i Đ i H)c Đà NKng vào ngày 23
tháng 4 năm 2011.

* Có th tìm hi u lu n văn t i:
Q Trung tâm Thông tin Q H)c li5u, Đ i h)c Đà NKng
Q Trung tâm H)c li5u, Đ i h)c Đà NKng.


DANH M C CÁC B NG

S hi u
b ng

Tên b ng

Trang

1.1

Hình thái và ki u lên men lactic c a m t s vi khu n lactic

11

1.2

Thành ph n hóa h c c a h!t mít

21

2.1

Thành ph n môi trư&ng lên men axit lactic

28

2.2

Thành ph n môi trư&ng MRS Agar

29

3.1

0nh hư1ng c a n2ng ñ xút ñ5n quá trình tách l7p v8 nâu 1
h!t mít

31

3.2

Hàm lư:ng tinh b t c a h!t mít

33

3.3

K5t qu= ño OD c a dBch ki m chCng và mDu thí nghiEm

34

3.4

Hàm lư:ng ñư&ng khG t!o thành sau quá trình th y phân

38

3.5

HiEu suJt lên men theo n2ng ñ dBch ñư&ng

48

3.6

Các ñiMu kiEn thí nghiEm TYT 22

51

3.7

K5t qu= thí nghiEm theo thPc nghiEm TYT 22

52

3.8

B=ng giá trB tính phương sai dư

55

3.9

K5t qu= tính bư7c chuy n ñ ng δ c a các y5u t

56

3.10

K5t qu= thPc nghiEm t i ưu hóa theo ñư&ng lên d c

57


DANH M C CÁC HÌNH

S hi u

Tên hình

hình

Trang

1.1

Hai d!ng ñ2ng phân c a axit lactic

5

1.2

Lên men axit lactic ñ2ng hình nh& các ph=n Cng theo con ñư&ng

8

EMP
1.3

Lên men axit lactic dB hình theo các ph=n Cng c a con ñư&ng

9

PP
1.4

12

1.5

13

1.6

13

1.7

13

1.8

Thu c Biolactyl

15

1.9

Cây mít

20

1.10

H!t mít

20

1.11

Hình chWp phân tG tinh b t h!t mít

22

2.1

Máy so màu hiEu JENWAY 6305

23

2.2

T sJy nguyên liEu

23

3.1

B t h!t mít thu nh[n

33

3.2

Khu n l!c

36

3.3

Đư&ng chu n glucoza

37

3.4

DBch ñư&ng sau th y phân

39

3.5

DBch ñư&ng ñã kh=o sát n2ng ñ trư7c lúc lên men

40

3.6

Các khu n l!c Lactobacillus casei 1 các mCc pha loãng 10_3

42

3.7

Đư&ng cong bi u di`n m[t ñ t5 bào 1 các mCc pha loãng

42

khác nhau

sau khi ho!t hóa


3.8

DBch ñư&ng ñã chu n bB trư7c lúc lên men

43

3.9

Quá trình lên men lactic

44

3.10

0nh hư1ng c a nhiEt ñ ñ5n hàm lư:ng axit lactic t!o thành

45

3.11

0nh hư1ng c a tb lE gi ng ñ5n lư:ng axit lactic t!o thành

46

3.12

0nh hư1ng c a n2ng ñ dBch ñư&ng ñ5n hàm lư:ng axit lactic t!o

47

thành
3.13

0nh hư1ng c a th&i gian lên men ñ5n hàm lư:ng axit lactic t!o

49

thành
3.14

Các mDu dBch sau khi k5t thúc quá trình lên men

50


DANH M C CÁC CH

VI T T T


L I CAM ĐOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên c u c a riêng tôi.

S li u, k t qu! báo cáo trong lu$n văn là trung th'c và chưa t)ng ñư*c
công b + b,t c công trình nào khác.

Tác gi

H Th H o


1

M

Đ U

1. TÍNH C P THI T C A Đ TÀI
Axit lactic là axit h u cơ không màu, có hương v nh . Axit lactic ñư c hình
thành do quá trình lên men t& nhiên trong các s(n ph*m như phomai, s a chua,
nư+c tương, b-t chua, s(n ph*m t. th t, rau mu/i chua… Axit lactic ñư c dùng s(n
xu2t trong m-t s/ th&c ph*m như các s(n ph*m bánh, ñ3 u/ng, các s(n ph*m t.
s a, th t, xà lách...Trong các s(n ph*m th&c ph*m ñ3 u/ng, axit lactic ñư c s5 d6ng
ñ7 ñi8u ch9nh ñ- pH ho;c như m-t ch2t b(o qu(n [27], [30].
Trong công nghiBp nh , axit lactic là dung môi cho công nghiBp s(n xu2t sơn,
vecni, nhu-m và thu-c da. Trong công nghiBp rư u, axit lactic ñư c dùng dư+i
dCng mu/i cDa canxi. Đ;c biBt là gFn ñây, các nhà khoa hIc trên thJ gi+i ñã nghiên
cLu tMng h p nh&a axit polylactic (PLA) – m-t loCi nh&a sinh hIc t. axit lactic.
PLA là s& l&a chIn thích h p thay cho nh&a có ngu3n g/c t. dFu mT, vì nó v.a có
th7 phân huU ñư c, v.a ít ñ-c tính ñ/i v+i con ngưVi. PLA ñư c s5 d6ng làm
nguyên liBu s(n xu2t bao bì phân bón, th&c ph*m và các loCi bát, ñĩa dùng m-t lFn.
Đ;c biBt trong y hIc và dư c hIc, kJt h p v+i s& phát tri7n cDa công nghB sinh hIc
và di truy8n, axit lactic ñư c nghiên cLu nhXm s(n xu2t ph6c v6 nh ng nhu cFu

thiJt yJu v8 sLc khTe cDa con ngưVi. Trong phYu thuZt ch9nh hình, các h p ch2t cao
phân t5 tMng h p t. axit lactic và nh ng dYn xu2t cDa nó là nh ng ch2t liBu c2y
ghép sinh hIc thích h p và hiBu qu( cao. Canxi lactat là loCi dư c ph*m nhXm bM
sung canxi dư+i dCng d] h2p thu cho cơ th7. S_t lactat ñư c s5 d6ng ñ7 ch a bBnh thiJu
máu…[16], [28], [37].
Axit lactic ñư c s(n xu2t t. nhi8u ngu3n nguyên liBu khác nhau như r9 ñưVng,
cD c(i ñưVng, nư+c mía, tinh b-t... NhXm ñ7 hC chi phí s(n xu2t axit lactic, ngày
nay ñang có r2t nhi8u nghiên cLu thay thJ ngu3n cacbon và nitơ ñ_t ti8n trong môi
trưVng lên men bXng các nguyên vZt liBu rc ti8n hơn. Trong ñó, tZp trung chD yJu


2
vào viBc tZn d6ng các phJ ph*m nông nghiBp như bã mía, bã ngô, lõi ngô, cám mỳ,
rơm rC, r9 ñưVng...[16],[23],[28],[36].
Mít là loCi trái cây nhiBt ñ+i có giá tr . Qu( mít ñã ñư c s5 d6ng ñ7 ăn tươi t.
lâu ñVi. Trong nh ng năm gFn ñây mít ñư c s5 d6ng r2t nhi8u trong các ngành chJ
biJn th&c ph*m ñ7 tCo ra các s(n ph*m khác nhau như: mLt mít, mít s2y, s(n xu2t
bánh k o,…HCt mít j trong qu( mít chiJm trung bình t. 10 – 15% trIng lư ng trái,
ngoài ra trong hCt mít chLa m-t hàm lư ng khá l+n tinh b-t và protein. M;c dù
kh/i lư ng nhi8u nhưng nó ch9 ñư c coi là phJ ph6 ph*m và thưVng b loCi bT
trong quá trình s5 d6ng, s(n xu2t và gây khó khăn cho viBc x5 lý rác th(i ô nhi]m
môi trưVng. Chúng ta ñã biJt s5 d6ng hCt mít ñ7 chJ biJn m-t s/ món ăn nhT tuy
nhiên s& hi7u biJt v8 các thành phFn dinh dưong còn hCn chJ [35].
Quá trình nghiên cLu xác ñ nh thành phFn dinh dưong cDa hCt mít ñã ñư c
kh(o sát trong thVi gian gFn ñây, trong hCt mít có chLa t+i 77,76% tinh b-t và là
m-t ngu3n nguyên liBu rc ti8n, sqn có [38], [43]. ThDy phân tinh b-t t. hCt mít ñ7
lên men s(n xu2t c3n và axit lactic là m-t hư+ng m+i nhưng chưa ñư c nghiên cLu nhi8u.
ViBc tZn d6ng ñư c ngu3n ph6 ph*m rc ti8n, d] kiJm, cũng như nhXm hCn
chJ lư ng ch2t th(i trong quá trình chJ biJn, ch/ng ô nhi]m môi trưVng là m-t
thiên hư+ng l+n ñ/i v+i các nhà nghiên cLu. Trong công nghB s(n xu2t axit lactic,

viBc s5 d6ng các ngu3n nguyên liBu như ñưVng, r9 ñưVng, nư+c mía ép, cD c(i
ñưVng, tinh b-t…ñã ñư c nghiên cLu nhi8u nhưng hiBn nay viBc s5 d6ng tinh b-t
hCt mít ñ7 s(n xu2t axit lactic thì chưa th2y công b/.
u nư+c ta, viBc s5 d6ng axit lactic trong công nghB th&c ph*m và phi th&c
ph*m khá nhi8u nhưng chD yJu là thu mua t. nư+c ngoài v+i giá thành cao.
Nghiên cLu quá trình thDy phân tinh b-t hCt mít (m-t ngu3n phJ ph*m công nghiBp
khMng l3 và rc ti8n) ñ7 làm nguyên liBu trong công nghB lên men lactic nhXm hC giá
thành cho s(n ph*m axit lactic là thZt s& có ý nghĩa không ch9 v8 m;t kinh tJ mà
còn có ý nghĩa r2t l+n v8 b(o vB môi trưVng s/ng cDa chúng ta.
Chính vì nh ng th&c tJ trên, chúng tôi mCnh dCn chIn ñ8 tài “Nghiên c u quá
trình lên men axit lactic t tinh b t h t mít” là m-t viBc làm c2p thiJt hiBn nay.


3
2. M C ĐÍCH NGHIÊN C U
S5 d6ng hCt mít làm nguyên liBu chính ñ7 tiJn hành thDy phân thu nhZn d ch lên men.
Xác ñ nh các thông s/ công nghB t/t nh2t như n3ng ñ- d ch ñưVng, nhiBt
ñ- lên men, thVi gian lên men, pH lên men cho quá trình lên men axit lactic bXng
cách s5 d6ng phương pháp quy hoCch th&c nghiBm và t/i ưu hóa nhXm thu ñư c
hàm lư ng axit lactic sau lên men là cao nh2t.
Đ8 xu2t ñư c quy trình lên men axit lactic t. tinh b-t hCt mít.
3. Đ I TƯ NG NGHIÊN C U
S5 d6ng hCt mít làm ngu3n nguyên liBu chính ñ7 tiJn hành thDy phân thu
nhZn d ch ñưVng.
S5 d6ng chJ ph*m enzyme α amylaza do hãng Novozymes – Đan MCch s(n
xu2t và chJ ph*m γ amylaza cDa Genencor Bio products Co.Ltd, China s(n xu2t.
S5 d6ng chDng vi khu*n Lactobacillus casei ñ7 lên men d ch sau thDy phân.
4. PH!M VI NGHIÊN C U
S5 d6ng hCt mít ñư c thu mua tCi các ñFu m/i nguyên liBu cDa Công ty cM
phFn Vinamit trên Daklak.

Lên men axit lactic t. d ch thDy phân t. tinh b-t hCt mít.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U

Phương pháp l2y mYu, chu*n b mYu và b(o qu(n mYu.
Phương pháp hóa lý
Phương pháp hóa hIc
Phương pháp hóa sinh
Phương pháp vi sinh vZt
Phương pháp toán hIc
6. Ý NGHĨA KHOA H+C C A Đ TÀI
Phân tích và xác ñ nh hàm lư ng tinh b-t cDa hCt mít, thành phFn d ch lên
men và xác ñ nh hàm lư ng axit lactic bXng các phương pháp hóa hIc.
Th&c hiBn lên men axit lactic trên môi trưVng lTng.


4
T/i ưu hóa các ñi8u kiBn lên men bXng phương pháp quy hoCch th&c
nghiBm và phương pháp t/i ưu nhXm thu ñư c hàm lư ng axit lactic là cao nh2t.
7. Ý NGHĨA TH-C TI.N C A Đ TÀI
TZn d6ng lư ng phJ ph6 ph*m trong quá trình chJ biJn các s(n ph*m t.
qu( mít ñ7 tCo ra ngu3n nguyên liBu chính ñ7 s(n xu2t axit lactic.
Gi(i quyJt ñư c v2n ñ8 ô nhi]m môi trưVng, b(o vB sLc khTe c-ng ñ3ng,
nâng cao hiBu qu( kinh tJ trong s(n xu2t.
Tăng ngu3n thu nhZp cho ngưVi tr3ng mít
Gi(m lư ng axit lactic ngoCi nhZp, chD ñ-ng s(n xu2t, tiJt kiBm ngoCi tB.
8. C U TRÚC C A LU3N VĂN
Ngoài phFn mj ñFu, kJt luZn và kiJn ngh , tài liBu tham kh(o, ph6 l6c, trong
luZn văn g3m có các chương sau:
+ Chương 1: TMng quan.
+ Chương 2: Đ/i tư ng và phương pháp nghiên cLu.

+ Chương 3: KJt qu( và th(o luZn.


5

CHƯƠNG 1. T5NG QUAN

1.1. T7ng quan v> axit lactic
1.1.1. L ch s! lên men lactic
Lên men lactic là quá trình chuy7n hóa k} khí ñưVng tCo thành axit lactic ñã
ñư c biJt và s5 d6ng t. lâu ñVi trong dân gian như: lên men chua rau qu(, làm s a chua…
Năm 1780 nhà bác hIc Th6y Đi7n Shale lFn ñFu tiên ñã tách ñư c axit lactic
t. s a bò lên men chua. Năm 1857 Pasteur ñã chLng minh ñư c s& lên men chua
s a là do nhóm vi khu*n lactic. Năm 1878 Lister phân lZp thành công vi khu*n
lactic ñFu tiên và ñ;t tên là Bacterium lactis, nay gIi là Streptococus lactic. V8 sau
các nhà khoa hIc liên tiJp phân lZp ñư c nhi8u loCi vi khu*n lactic khác nhau. T.
ñó công nghiBp lên men s(n xu2t axit lactic ñư c hình thành t. năm 1881 [1], [3].
Ngày nay, viBc s(n xu2t và tiêu th6 axit lactic trên thJ gi+i khá nhi8u. Vì axit
lactic ñư c lên men t. nhi8u nguyên liBu khác nhau, chD yJu là nh ng nguyên liBu
có chLa tinh b-t, ñưVng và nguyên liBu có kh( năng chuy7n hóa thành ñưVng. Hơn
n a, ña s/ các loCi nguyên liBu này thưVng là phJ ph*m trong nhi8u ngành công
nghiBp như r9 ñưVng, rơm rC… [16], [25], [28], [36].
1.1.2. C$u t o c&a axit lactic
Công thLc phân t5: C3H6O3, kh/i lư ng phân t5 là 90,08; t9 trIng 1,21;
nhiBt ñ- sôi 122oC; ñi7m tan 18oC [1]. Axit lactic là h•n h p cDa 2 dCng ñ3ng phân
D axit lactic và L axit lactic:
D axit lactic

L axit lactic

Hình 1.1. Hai dGng ñIng phân cLa axit lactic [52].


6
Axit lactic là axit h u cơ không màu, có mùi nh , tan trong nư+c và trong
c3n. Trong c2u tCo phân t5 cDa chúng có m-t cacbon b2t ñ/i xLng nên chúng có
hai ñ3ng phân quang hIc: D axit lactic và L axit lactic. Hai ñ3ng phân quang hIc
này có tính ch2t hóa lý gi/ng nhau, ch9 khác nhau kh( năng làm quay m;t ph‚ng
phân c&c ánh sáng, m-t quay sang ph(i và m-t quay sang trái. Do ñó tính ch2t sinh
hIc cDa chúng hoàn toàn khác nhau.
LoCi L axit lactic j dCng tinh th7 không màu. Chúng có kh( năng tan trong
nư+c, tan trong c3n etylic, tan trong eter, không tan trong CHCl3. NhiBt ñ- nóng
ch(y là 28oC, góc quay c&c j 15oC là 2,67o.
LoCi D axit lactic là dCng tinh th7, tan trong nư+c, tan trong c3n. NhiBt ñnóng ch(y là 28oC, nhiBt ñ- sôi 103oC, góc quay j 15o là 2,26o.
NJu D axit lactic và L axit lactic có trong h•n h p theo t9 lB 50:50, ngưVi ta
gIi là h•n h p raxemic. H•n h p này ñư c kí hiBu là DL axit lactic. Trong quá
trình lên men không có m-t h•n h p lý tưjng này mà ch9 có ñư c h•n h p này khi
tiJn hành tMng h p h u cơ. DL axit lactic là d ch lTng dCng sino, có kh( năng tan
trong nư+c, trong c3n, không tan trong CHCl3, nhiBt ñ- nóng ch(y cDa chúng là
16,8oC, nhiBt ñ- sôi là 122oC [1], [3].
1.1.3. Cơ s) c&a qúa trình lên men axit lactic
Các ph(n Lng sinh hóa x(y ra trong quá trình lên men lactic là nh ng ph(n
Lng chuy7n hydro và ñiBn t5. Các enzyme xúc tác quá trình tách nguyên t5 hydro
khTi cơ ch2t là các enzyme oxy hóa – kh5 (dehydrogenase, oxydase…) chD yJu t.
vi sinh vZt. Như vZy, lên men là quá trình oxy hóa kh5 sinh hIc ñ7 thu năng lư ng
và các h p ch2t trung gian. Tùy thu-c vào các s(n ph*m tCo thành mà quá trình lên
men lactic ñư c chia thành 2 loCi: lên men lactic ñ3ng hình và lên men lactic d
hình [8], [11].
Lên men lactic ñ3ng hình, th&c tJ ch9 xu2t hiBn axit lactic, còn trong lên men
d hình các s(n ph*m cu/i cùng khá ña dCng: axit lactic, etanol, axit axetic và CO2.

Ch9 có lên men lactic ñ3ng hình là có ý nghĩa v8 m;t công nghiBp.


7
Các vi khu*n lactic ñ3ng hình phân gi(i glucose theo con ñưVng EMP [3].
Tùy thu-c vào tính chuy7n hóa không gian cDa men xúc tác cho ph(n Lng tCo axit
lactic, lactac dehdrogenase, và tùy vào s& t3n tCi cDa men lactate racemase mà có
th7 xu2t hiBn các dCng decacboxyl hóa và chuy7n thành axit axetic, etanol và CO2
cũng như tCo thành axeton. MLc ñ- tCo thành s(n ph*m này ph6 thu-c vào s& có
m;t cDa oxi.
S& hình thành nên axit lactic tr(i qua hàng loCt giai ñoCn trung gian v+i s&
tham gia cDa các enzyme tương Lng. Các ph(n Lng chuy7n hóa glucose theo con
ñưVng EMP ñư c chia làm 2 giai ñoCn:
Giai ñoCn ñFu ñư c gIi là giai ñoCn ñFu tư năng lư ng, g3m 5 ph(n Lng
ñFu tiên. u giai ñoCn này, ñưVng ñư c hoCt hóa bji s& photphoril hóa. Ph(n Lng
này tCo ra 1 mol ñưVng 6 cacbon ñã ñư c photphoril hóa, fructozo – 1,6 –
diphotphat. ĐưVng này sau ñó ñư c c_t thành 2 mol trizophotphat. Hai mol
trizophotphat ñư c hình thành t. 1 mol glucose sau 2 lFn photphoril hóa mLc ñcơ ch2t tCo thành 4 mol ATP.
Giai ñoCn thL hai, là giai ñoCn phát sinh năng lư ng. Giai ñoCn này g3m
nh ng ph(n Lng còn lCi. u giai ñoCn này, các trizophotphat s… ñư c hoCt hóa tiJp
ñ7 tCo thành hai h p ch2t chLa các liên kJt photphat cao năng 1,3
diphotphoglycerat và photpho enolpiruvat. C( hai h p ch2t này ñư c coi như h p
ch2t siêu cao năng lư ng. Hai ch2t này s… chuy7n photpho cao năng cho ADP ñ7
tCo thành ATP. Quá trình này ñư c gIi là photphoril hóa j mLc cơ ch2t.
Lư ng axit lactic tCo thành chiJm hơn 90%. Ch9 m-t lư ng nhT pyruvat b
kh5 cacbon ñ7 chuy7n thành axit lactic, etanol, CO2 và axeton [1], [3].
Phương trình ph(n Lng tCo axit lactic: C6H12O6 = 2CH3CHOHCOOH
+225cal. S& lên men lactic ñ3ng hình ñư c bi7u di]n theo sơ ñ3 sau:

8
Glucose
Gluco 6 photphat
Fructo 1,6 diphotphat
Glyceraldehyt 3 photphat
Dihydroaxeton photphat
NAD
NADH2
1,3 Diphotphoglyxerat
3 Photphoglyxerat
2 Photphoglyxerat
Photphoenol pyruvat
Pyruvat
NADH2
NAD
Lactat
Hình 1.2. Lên men axit lactic ñIng hình nhR các phTn Ung theo con ñưRng EMP [3].
Các vi khu*n lactic d hình thiJu các enzyme chD yJu cDa con ñưVng EMP,
do b ñ-t biJn m-t ho;c nhi8u hơn m-t enzyme cDa con ñưVng này, ñó là aldolase
và trizophotphatizomerase.


9

Hình 1.3. Lên men axit lactic dY hình theo các phTn Ung cLa con ñưRng PP [4].
Trong s& lên men lactic d hình, nhi8u s(n ph*m khác nhau ñư c tCo thành. Các
tác nhân gây lên men lactic d hình là Lactobacillus brevis, Leuconostoc mensenteroides.


10

S& lên men lactic d hình x(y ra khi vi khu*n gây lên men thiJu enzyme cơ b(n
cDa s& ñưVng phân là aldolase và trioso isomerase. Khi ñó, glucose ñư c chuy7n hoá
theo con ñưVng pentosophosphat t. glucoso 6 phosphat ñJn xiluloso 5 phosphat. Sau ñó,
dư+i tác d6ng cDa enzyme pentosophosphat cetolase mà xiluloso 5 phosphat b phân ly
tCo thành glyceraldehyd 3 phosphat và acetyl phosphat. Acetyl phosphat có th7 ñư c
chuy7n hoá tiJp t6c thành ethanol ho;c axit axetic tuỳ theo hB enzyme cDa t.ng vi sinh
vZt. Còn glyceraldehyd 3 phosphat thì b kh5 H2 ñ7 chuy7n thành axit lactic gi/ng như
trưVng h p lên men lactic ñ3ng hình.
S& lên men lactic d hình ñư c Lng d6ng trong lên men thLc ăn gia súc và mu/i
chua rau qu(. Các vi khu*n có kh( năng gây lên men các ñưVng mono và disaccharid
(sau khi ñã thuU phân thành monosaccharid nhV enzyme tƣơng Lng cDa vi khu*n).
1.2. Tác nhân t7ng hZp axit lactic
Vi sinh vZt là tác nhân chD yJu gây nên s& lên men. Trong tJ bào vi sinh vZt
có m-t hB enzyme r2t phLc tCp. Tuy nhiên, không ph(i t2t c( vi sinh vZt ñ8u có kh(
năng tMng h p m-t phLc hB enzyme như nhau. Nhi8u thí nghiBm nghiên cLu các
enzyme riêng biBt có ngu3n g/c t. vi sinh vZt chLng tT rXng ngay c( cùng m-t loài,
khác nhau v8 lư ng enzyme tMng h p ñư c. Vì vZy, viBc tuy7n chIn chDng có hB
enzyme ñ;c trưng cho m-t s(n xu2t nào ñó luôn luôn liên quan t+i viBc kh(o
nghiBm hàng ch6c, hàng trăm loài vi sinh vZt khác nhau. Đ7 có ñư c chDng Lng
d6ng cho t.ng s(n xu2t riêng là v2n ñ8 khó khăn, phLc tCp và lâu dài [1].
1.2.1. Phân lo i vi khu/n lactic
Theo khóa phân loCi Bergey, nhóm vi khu*n lactic thu-c:
Gi+i: Bateria
Ngành: Firmicutes
L+p: Bacilli
B-: Lactobacillates
HI: Lactobacillaceae & Streptococcaceae…
Vi khu*n lactac có chung các ñi7m như: b_t màu gram (+), không di ñ-ng,
không tCo bào t5 (dù vZy, ngày nay ngưVi ta tìm th2y m-t s/ vi khu*n sinh axit

11
lactic có kh( năng tCo bào t5), nhu cFu dinh dưong phLc tCp, k khí tùy ý, tJ bào
không chLa cytochobrom và enzyme catalase, lên men tMng h p axit lactic [1], [5].
BTng 1.1. Hình thái và ki^u lên men lactic cLa m_t sa vi khubn lactic [1], [3].
Giang vi sinh vdt

Ki^u
lên men

STn phbm chính Cgu hình
(ti lj phân tk)

axit lactic

Tr&c khu*n
Lactobacillus lactic

ñ3ng hình

lactat

D( )

L. helveticus

ñ3ng hình

lactat

DL

L. acidophilus

ñ3ng hình

lactat

D( )

L. bulgaricus

ñ3ng hình

lactat

D( )

L. delbrueckii

ñ3ng hình

latcat

D( )

L.casei

ñ3ng hình

latcat

L( )

L. plantarum

ñ3ng hình

lactat

DL

L. brevis

d hình

DL

L. fermentum

d hình

DL

L. viridescens

d hình

DL

Bifidobacterium bifidum

d hình

lactat: acetat(2:3)

L(+)

Stretoccus

ñ3ng hình

lactat

L(+)

S. faeclis

ñ3ng hình

lactat

L(+)

S. salivarius

ñ3ng hình

lactat

L(+)

S. pyogenes

ñ3ng hình

lactat

L(+)

S. cremoris

ñ3ng hình

lactat

L(+)

S. thermophilus

ñ3ng hình

lactat

L(+)

S. diacetilactics

ñ3ng hình

lactat

L(+)

Pediococcus cerevisiae

ñ3ng hình

lactat

DL

Leuconostoc cremoris

d hình

lactat : acetat : CO2 (1:1:1)

D( )

Leuconostoc mesenteroides

d hình

lactat : acetat : CO2 (1:1:1)

D( )

C#u khu$n

12
Nhóm vi khu*n lactic bao g3m nhi8u loài khác nhau v8 hình dCng, song v8
m;t sinh lý và kh( năng lên men chúng tương ñ/i ñ3ng nh2t. Môi trưVng sinh
trưjng cDa chúng ngoài gluxit, khoáng, mu/i amon, photphat còn cFn vitamin
nhóm B, vitamin H, axit folic, axit nicotinic và axit amin khác [1], [11].
1.2.2. M t s1 vi khu/n lactic ñi3n hình
Lactobacillus casei:
Thu-c loCi tr&c khu*n nhT, có kích thư+c r2t ng_n.
Chúng có th7 tCo chu•i, không di ñ-ng, gram (+).
Có kh( năng lên men m-t s/ loCi ñưVng như
glucose, fructose, galactose, maltose, mannose, lactose.
Trong quá trình lên men chúng tCo ra L axit lactic
Hình 1.4. Lactobacillus casei [52]
Lactobacillus casei thu-c nhóm các vi khu*n lên men lactic ñ3ng hình.
C2u trúc tJ bào cDa lactobacillus casei thưVng th‚ng, hình que và s_p xJp
theo dây chuy8n. Kích thư+c tJ bào kho(ng 0,7 1,1 x 2,0 4,0 micrometer. Nó thu-c
dCng yJm khí tùy tiBn. Đi8u này có nghĩa nó là m-t sinh vZt có kh( năng phát tri7n
trong c( hai môi trưVng hiJu khí và k} khí, nhưng phát tri7n t/t hơn và nhanh hơn
trong s& hiBn diBn cDa oxygen.
Đi8u ñ;c biBt cDa vi khu*n này là có kh( năng hoCt ñ-ng trong m-t kho(ng
nhiBt ñ- và pH tương ñ/i r-ng, nhiBt ñ- hoCt ñ-ng nXm trong kho(ng: 30 40oC, pH
t/i thích vào kho(ng 5.5.
Các nhà khoa hIc ñã tìm th2y lactobacillus casei có nhi8u ñ;c tính có l i h•
tr sLc khTe con ngưVi. Nó có th7 c(i thiBn và tăng cưVng tiêu hóa. M-t s/ chDng
vi khu*n giúp ki7m soát tiêu ch(y, có tác d6ng ch/ng viêm ru-t, gi(m dung nCp
ñưVng lactose, gi(m táo bón,... Ngoài ra, nó còn là vi sinh vZt s5 d6ng ñ7 s(n xu2t
axit lactic, m-t s(n ph*m Lng d6ng r-ng rãi trong công nghB sinh hIc và trong
ngành công nghiBp th&c ph*m. Lactobacillus casei ñư c s5 d6ng r-ng rãi trong
công nghiBp, nh2t là trong s(n xu2t s a.

13
Lactobacillus bulgaricus:
Thu-c loCi tr&c khu*n có kích thư+c r2t dài, liên kJt v+i nhau tCo thành
chu•i, gram (+).
Chúng không có kh( năng di ñ-ng
Chúng có kh( năng lên men ñư c các loCi ñưVng
như glucose, lactose, galactose, fructose
Chúng không có kh( năng tCo ra nitrit t. nitrate.
Hình 1.5. L.bulgaricus [52]
Lactobaciilus acidophilus:
Thu-c loCi tr&c khu*n gram (+) di ñ-ng
Kích thư+c: r-ng 0,6‰ – 0,9‰
Trong thiên nhiên chúng t3n tCi riêng l…. Đôi
khi cũng tCo thành chu•i ng_n.
Có kh( năng lên men m-t s/ loCi ñưVng như
glucose, fructose, galactose, maltose, mannose, lactose,
saccharose ñ7 tCo thành axit lactic.

Hình 1.6. L.acidophilus [52]

Chúng không có kh( năng lên men m-t s/ loCi ñưVng như xylose,
arabinose, rhamnose, glycerol, mantitol, sorbitol, dulcitol, inositol.
NhiBt ñ- phát tri7n t/i ưu là 45 – 50oC.
Streptococcus lactic:
Có dCng hình cFu, dCng chu•i
NhiBt ñ- thích h p phát tri7n: 30oC
Chúng lên men ñư c các loCi ñưVng như:
glucose, maltose, rhamnose, lactose.

1.3.

Hình 1.7. Streptococcus lactic[52]

ng dmng cLa axit lactic

1.3.1. Trong công ngh< th=c ph/m
Vi khu*n lactic có nhi8u trong thiên nhiên, do ñó chúng r2t gFn gũi v+i
nh ng hoCt ñ-ng s/ng cDa con ngưVi, trong ñó phFn l+n là trong ngành chJ biJn
th&c ph*m.


14
Šng d6ng vi khu*n lactic ñ7 len men s a chua: nhi8u loCi vi khu*n lactic
ñư c ñưa vào quá trình s(n xu2t s a chua. S& lên men lactic trong quá trình s(n
xu2t v.a tăng giá tr dinh dưong v.a có tính ch2t ch a bBnh ñưVng ru-t giúp ăn
ngon miBng, d] tiêu hóa v.a có tác d6ng b(o qu(n lâu hơn s(n ph*m s a khTi b hư hTng.
Šng d6ng ñ7 s(n xu2t dưa chua: mu/i chua rau qu( là m-t quá trình hoCt
ñ-ng cDa vi khu*n lactic và vi khu*n axetic. Trong rau qu(, vi khu*n s… phát tri7n
tCo axit lactic và axit axetic cùng v+i m-t s/ ch2t h u cơ khác. Các axit h u cơ này
làm gi(m pH cDa d ch, ch/ng lCi s& phát tri7n cDa các vi sinh vZt gây th/i làm hư
th/i rau qu(. Bên cCnh ñó, nhV có lư ng axit h u cơ tCo thành s… làm tăng hương v
cDa kh/i D chua rau qu(, ñ3ng thVi gi ñư c màu t& nhiên và b(o ñ(m ñư c ch2t
lư ng cDa s(n ph*m D chua. Vì vZy, cũng như s(n xu2t s a chua, mu/i chua rau qu(
là quá trình v.a mang ý nghĩa chJ biJn v.a mang ý nghĩa b(o qu(n.
Šng d6ng trong s(n xu2t tương: s(n xu2t tương theo phương pháp cDa ngưVi
mi8n B_c (ViBt Nam) có giai ñoCn ng( nư+c ñZu sau khi rang. Quá trình ng( nư+c
ñZu này có nhi8u ph(n Lng sinh hóa khác nhau x(y ra, trong ñó có quá trình lên
men lactic tCo pH thích h p cho s(n ph*m và làm tăng hương v cho s(n ph*m.
Šng d6ng s(n xu2t ñZu ph6: giai ñoCn kJt tDa protein cDa ñZu trong quá trình

s(n xu2t ñZu ph6 theo phương pháp truy8n th/ng thưVng dùng nư+c dưa chua (có vi
khu*n lactic) ñ7 tCo kJt tDa nhV pH gi(m ñJn ñi7m ñ‚ng ñiBn cDa protein ñZu nành.
Šng d6ng ñ7 s(n xu2t các s(n ph*m lên men t. s a: các s(n ph*m s a có s5
d6ng lên men lactic thông thưVng là: s a chua u/ng, s a chua ăn, phomat, bơ…Các
qúa trình biJn ñMi và chuy7n hóa trong s(n xu2t ñ8u làm cho s(n ph*m thêm giàu
dinh dưong và tCo cho s(n ph*m có hương v ñ;c trưng.
Šng d6ng ñ7 D thLc ăn cho gia súc: v8 nguyên t_c trên các loCi cT, lá cây có
chLa các ch2t dinh dưong phù h p v+i vi khu*n lactic nên khi tiJn hành D các loCi
cT, lá cây thì kh/i D này trj nên chua và gi ñư c màu s_c hương v cDa cây, lá.
Quá trình D chua này cũng góp phFn b(o qu(n thLc ăn cho gia súc [5], [8], [15].


15
1.3.2. Trong y h?c
Šng d6ng vi khu*n lactic ñ7 ch a bBnh
ñưVng ru-t: nư+c Pháp ñã s(n xu2t và ñưa ra th
trưVng hàng ch6c năm nay m-t s(n ph*m mang tên
biolactyl. S(n ph*m này chuyên tr tiêu ch(y bXng
m-t nhóm nhi8u vi khu*n lactic.
Hình 1.8. Thuac Biolactyl [50]
Šng d6ng axit lactic theo phương pháp vi lư ng ñ3ng cân (homeopathy):
trong quá trình vZn ñ-ng cDa cơ th7, mô cơ hoCt ñ-ng mCnh và trong m-t thVi gian
dài s… gây ra hiBn tư ng mBt mTi. HiBn tư ng mBt mTi này do các ph(n Lng sinh
hóa x(y ra trong mô cơ, tCo axit lactic. Các thFy thu/c ñã tCo ra m-t v thu/c bao
g3m axit lactic kJt h p v+i cây kim sa có kh( năng giúp cơ th7 không còn mBt mTi
và có kh( năng làm viBc trong thVi gian dài.
Šng d6ng axit lactic trong ph*u thuZt ch9nh hình, ngưVi ta thưVng s5 d6ng
loCi vZt liBu có tên là purasorb.
Purasorb là m-t h p ch2t cao phân t5 ñư c s(n xu2t t. axit lactic.
Purasorb ñư c s5 d6ng như nh ng ñinh gim, g_n phFn xương lCi v+i nhau;

khi xương ñ nh hình, purasorb s… t& tiêu hDy.
Šng d6ng axit lactic trong nha khoa: Trong nha khoa có hai chJ ph*m ñư c
s5 d6ng nhi8u ñó là puramex và puracal. Puramex g3m các thành phFn như
amulinium lactac, Fe lactac, Mg lactac, Mn lactac, Zn lactac; puracal ch9 có canxi
lactac. Các chJ ph*m này thưVng làm răng khTe hơn.
Šng d6ng trong s(n xu2t vZt liBu sinh hIc (biomaterials): các nhà khoa hIc
ñang nghiên cLu tCo ra nh ng vZt liBu sinh hIc dùng trong y hIc bXng các
copolymer cDa axit lactic. Các copolymer này có tính năng r2t gi/ng nh ng bkhung xương ñ-ng vZt. Hư+ng này ñang ñư c nghiên cLu và trong tương lai nó s…
ñư c Lng d6ng nhi8u.