Quá trình lên men hiếu khí

Môn:
Vi sinh vật học thực phẩm
GVHD: ThS. Trần Thị Thanh Bình
Lớp:
Cơng Nghệ Sau Thu Hoạch
K13

Nhóm 3
1.Huỳnh Thị Kim Trinh 4. Lê Thị Kim Anh
2.Trần Thị Bích Nghĩa 5. Hồng Thị Hiên
3.Đặng Thị Khánh Hòa 6. Nguyễn Thị


LÊN MEN HIẾU KHÍ
 Lên men acetic
 Lên men citric
 Phân hủy chất béo và acid béo
 Phân hủy pectin và cellulose


LÊN MEN HIẾU KHÍ
Lên
Lênmen
menhiếu
acetic
khí: do vi sinh
vật
Lên
men
hiếu
khícitric

gây ra và có sự
của
oxybéo
. và acid béo
tham
Phângia
hủy
chất
 Phân hủy pectin và cellulose


Lên men acetic
Cơ chế lên men acetic:

- Bản chất của q trình là sự oxy hóa
khơng hồn tồn rượu etylic thành acid
acetic do vi sinh vật.
- Phương trình oxy hóa rượu thành acid
acetic:

CH3CH
CHO
CH(OH)
+H
+
O2O
CH
C
CH
H

CH
 3CH(OH)
CHO
COOH
COOH
++2+
+HH
H
O++
+QQ
Q
2OH
2 2+
2 CH
33COOH
2O
22O
H2O


Q trình oxy hóa rượu thành acid
acetic trong tế bào
Ethanol
C2H5OH

CH3COOH

CH3COOH

O2

Mơi trường

Tế bào

Môi trường


Vi khuẩn acetic cịn có khả năng
oxy hóa một số rượu khác thành
acid tương ứng
Propylic  Acid propinic
Lactic acid  Acetoin
Glycerin  Dioxyaxeton
D- Manit  D- Fructose
D- Glucose  Acid gluconic  D-5-ketogluconic
…


Lên men acetic
Tác nhân vi sinh vật:

- Vi khuẩn Acetobacter là tác nhân chính
của q trình lên men acetic.
- Hệ VSV: giống Acetobacter, chúng có
những đặc điểm chung sau:
Là
những
trực
khuẩn

gram
âm,
khơng
sinh
bào
Có
hai
nhiều
ngưỡng
trong
pH:
rau carbon:
pH
quả.
thích
hợphóa
cho
sựamơn
phát
Nguồn
Nhiệt
độ
dinh
thích
dưỡng
hợp
nito:
20-35ºC
sử dụng
oxy

muối
rượu
tử,
hấp các
hiếurượu
khí bắt
buộc,
xếp
đơi
hayứng
tạocho
triển
tăng
sinh
khối
từ 5,4-6.8,
pH
thích
etylic
hayhơ
peptone
hay
khác
thành
acid
tương
thành
thường
thành lớp màng
sự

lêncótừng
men
từ
3,5-4.5.
ứng,
khảchuỗi,
năng
sử
dụng tạo
glucose.
trên bề mặt, có lồi có khả năng chuyển động
và có lồi khơng


A. xylinum

A. aceti


Acetobacter
suboxydans

Acetobacter
pasteurianum


Lên men acetic
 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men:

Nồng độ acid: Trong quá trình lên men

acetic, nồng độ acid ảnh hưởng rất
quan trọng đến sự lên men. Nếu nồng
độ acid acetic đạt hơn 8% sẽ ức chế
hoạt động của vi khuẩn và nếu nồng
độ acid acetic đạt từ 12-14% sẽ ức chế
hoàn toàn vi khuẩn.


Lên men acetic
 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men:

Nếu trong
Nồng
độ rượu:
mơi nồng
trường
độkhơng
rượu trong
có rượu
mơi
trường
lên men
6-7%
thì
vi khuẩn
tiếplàtục
oxythể
hóatích
acidhoặc
9-14% thành

đối vớiCO
các
loại
khuẩn
acetic
H2vi
O để
thu khác.
nhận
2 và
năng lượng dùng trong sự sống.
Trong sản xuất người ta thường giữ
CH3COOH + 2O2  2CO2 + 2H2O
lại độ rượu trong mơi trường là 0,3÷
0,5%.


Lên men acetic
 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men:

Nhiệt độ:
Tùy
Vi khuẩn
theo từng
Acetobacter
lồi mà nhiệt
thuộcđộ
nhóm
tối ưu
ưa

cho
ấm,q
nhiệt
trình
độ thích
oxy hóa
hợpsẽ
đối
thay
với đổi.
chúng
Nhưng
là từ trong sản xuất người ta dùng
những
25-32oC.
lồi vi khuẩn có nhiệt độ thích
ứng cho q trình oxy hóa rượu thành
acid acetic từ 30÷35oC


Lên men acetic
 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men:
Oxy: Oxy là 1 yếu tố quan trọng và là nhân
tố điều chỉnh quá trình lên men. Theo cơ
chế của q trình oxy hóa, lượng khơng khí
cung cấp cho quá trình lên men là tương đối
lớn. Cần cung cấp lượng vừa đủ để tránh
trường hợp oxy hóa acid acetic thành CO2 và
H2O nếu thừa oxy hoặc không oxy hóa hết
rượu thành acid acetic nếu thiếu oxy.

Lên men acetic
 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men:

Mơi trường dinh
dưỡng:
Để
q
trình
oxy
xảy
ra
trong
dịchchủ
lên
Q
trình
men
acetic
được ứng
dụng
Nếu
chỉ
cólên
rượu
thì
vi nhanh,
khuẩn
acetic

men
ngồi sản
acidxuất
acetic,
rượu
etylic,
dung dịch
yếu
trong
giấm.
Ngồi
phương
khơng thể sống được nên cần bổ sung
lên
men
cần
bổ truyền
sung một
số khống
pháp
thủ
cơng
thống
(phương
pháp
muối
vơ
cơ,
glucid
và

hợp
chất
nito
dễ
(NH4)
FeCl3,
lên men
trong
cơng
nghiệp4,hiện
2SOchậm)
4, (NH4)thì
3PO
4, MgSO
4, CaHPO
hấp
thu.
….
tùy
theo nhu
cầu
thể nhanh
từng lồi.
nay phương
pháp
lêncụ
men
được ứng
dụng rất phổ biến.

Lên men citric
 Cơ chế lên men:

Trong quá trình này glucose được
chuyển hóa thành acid pyruvic theo
con đường đường phân, sau đó acid
pyruvic tiếp tục chuyển hóa thành
acid
citric.
Phương
trình hóa học:
2C6H12O6 + 3O2  2C6H8O7 + 4H2O


 Tác nhân vi sinh vật:
Acid citric chủ yếu được tổng hợp nhờ lồi
nấm sợi. Các lồi nấm sợi có khả năng này:
Penicillium lutcum, Aspergillus niger,
Aspergillus oryzae, Aspergillus batatac,…
• Có khả năng
Aspergillus
nigertạo
:là một
acid loại
rất mạnh
nấm sợi
và• là
lồi mơi
phổ trường

biến acid
Cómột
khảtrong
năngnhững
chịu được
nhất
chiacid
Aspergillus.
khi của
lượng
tăng cao Có nhiều
• Ít dụng
cơng
cơng
sinh
học,như
tạo ratrong
những
acidnghệ
hữu cơ
khác
nhiệt
acidđộ
oxalic,
tối ưu
acid
khoảng
gluconic,
35- 37oC,
acid fumaric

pH
từ 1,4 đến 9


 Điều kiện cần thiết cho q trình
lên men
Mơi trường dinh dưỡng

Để
A. niger sử dụng mơi trường
pH ni
mơi cấy
trường
có thành phần saccarose 140g/l, NH4NO3
Nồng độ đường
2.23g/l, K2HPO4 1g/l, MgSO4.7H2O 2.23 g/l.
Sự
khí
Mơithống
trường thường
dùng để lên men:
1000ml
Nhiệt nước + 150g đường + 2g NH4NO3 (
hoặc
độ NH4Cl)


 Điều kiện cần thiết cho q trình
lên men
pH mơi trường

+ Để nấm mốc phát triển tốt, giữ pH = 6
+ Để lên men tốt, giữ pH =3,4 - 3,5
+ Để điều chỉnh pH thường dùng HCl


 Điều kiện cần thiết cho quá trình
lên men
Nồng độ đường

Nồng độ acid citric cao nhất đạt được nếu
phát triển ở mơi trường có nồng độ đường
cao (15 – 20%)


 Điều kiện cần thiết cho q trình
lên men
Sự thống khí

Tất cả mixen của nấm mốc là loại hiếu khí
điển hình, rất cần oxy tự do, vì vậy cần
phải cung cấp khơng khí cho q trình lên
men bằng cách thơng thống khí mơi
trường.


 Điều kiện cần thiết cho quá trình
lên men
Nhiệt độ

Nhiệt độ thích hợp khoảng 31 – 37oC .
Sinh khối nấm mốc phát triển mạnh ở
34 – 37oC . Để tạo ra nhiều acid citric
cần duy trì nhiệt độ 31 – 32oC.


Ứng dụng sản xuất acid citric
Trong quá trình sản xuất acid citric người ta sử dụng nấm
mốc Aspergillums niger

•Phương pháp lên men trên bề mặt
•Phương pháp lên men chìm
 Lên men thay thế
 Lên men không thay thế


Phân hủy chất béo và acid béo
Cơ chế

Chất béo là hỗn hợp các este của glycerin
và các acid béo bậc cao.
Dưới tác động của vi sinh vật bắt đầu là
sự thủy phân chất béo thành glycerin và
acid béo tự do.Quá trình này xảy ra dưới
tác dụng xúc tác của enzyme lipase.


Một khi đã được chuyển vào trong ti thể,axít béo trải qua
nhiều chu trình trình ơxi hóa β cho đến khi mạch cacbon
của axít phân rã hồn tồn. Mỗi chu trình như vậy giải

phóng một acetyl CoA chứa 2 ngun tử cacbon và trải
qua 4 bước như sau: