CHỨA NỈTƠ NHỜ VI SINH VẬT
10) Tạo thành ATP và axit enolpiruvic
Dưới tá c d ụ n g của photphot;ranspheraza í hay piru v atp h o tp h o k in aza) gốc a x it p h otphoric có liên kôt cao nâng,
được chuyển từ photphoenơlpiruvic đến ADP và tạo th àn h ATP C H2
P h o tp h o tra n sp h era za
ADP ATP
CHa ỉ ỉ GO H
ỉ COOH
a x it e n u i p ị n i v-ịo
11) Sự tạo th à n h A .enolpiruvic là hợp c h ấ t không bon v:*ọjg và sã chuyển th à n h a.p iru v ic bên v ữ n g hơn.
COOH COOH
c ji OH - 7 =-**■ c - 0 ỉ!
c h2 c h3
1.3.21 Cơ chê quá trin h tên m en
Giai đoạn dẫn dưổi tác d ụ n g của p iruvat decaboxiỉaza phân fư a.p iruv ic sẽ bị m ất CƠ2 và tạo th à n h axctakdcb.it ■ <: r
C HhCO.COOH -> C H3C H = 0 + C 02
Sau đó axetald ehy t được khử th àn h etanoí d o (!Tizyi))o ,ilcoldehydrogenaza xúc tác
H*
C H :ÍCH = 0 + NAD-H* + H * ^ = r C H ; r C-OH + N A D r ỉ
H
T ù y theo đ iêu kiện c ủ a m ôi trư ờ n g m à sự lên m e n có th ể 7heo các kiểu sau:
a) Kiểu lên men l ì n h th ư ờ n g
T h ư ờ n g xảy r a khi p.H •- 4 - 5 . Nó ch ia r a th à n h t ừ n g th ô i kỳ k h á c nhau :
- T h ờ i k ỳ cảm ứ n g L ư ợ n g C ẻ I3CH = o tạ o th à n h cũ n ớt. H y d ro từ N A D H2 được c h u y ể n đ ế n G líx era ỉđ e h ií 3 - p h o to h a t đ ể tạ o t h à n h g ly x e r in -3 - p h o tp h a t. Sau đó g ìv x erin 3 p h o t p h a t bị m ấ t gốc p h o tp h a t và tạ o t h à n h g lyx erin
O H C H2O -P ô o
^ O H CH O H
OH CH2O-P = o
I x OH
+ N A D -H T H ' —_ r Ị Ị Q H + N A D + C H = 0
C H2O H
glyxetaỉ e h y t 3 - p h itp h a t g ly x e rin -3 -p h o tp h a t
C H2O -P
.O H o O H CH O H
C H2O H
Ç H2OH P h o tp h a ta z a
- p ~ CH O H
C H2OH g ỉy x erin T hời kỳ tĩn h
K hi a x e ta ld e h it đ ả đ ạ t được m ộ t lư ợ n g nhất, đ ịn h , a x e ta ld e h it
bị khử tạo th à n h rượu etylic.
G lyxerin chỉ được tạo th àn h tro n g thời kỳ câm ứng vì th ế nó ỉà sân pbẩxn phụ tro n g khi lỏn mer. tra n g môi trư ờ n g axii
Phương trìn h tổ n g q u á t tro n g giai đoạn này như sau:
C-ỉh 1^0(5 + 2(P) + 2ÁDP
C2H;4OH + 2 0 0 2 + 2ATP + 2 HjjO b) Kí Au th ứ hai
Lẽn mon rượu tro n g đíôu kiên mối trư ờ n g kfôm
L au 'iũn hành kíẽm hóa môi trưting b àn g caebonat nat-ri, cacbonat kaỉi hoạn cacbonat aaiô n thi cnoíakkụiL khi đó sè khống bị khử như trước.
Vì th ế c h ất nhân I’ỉ2 lừ NAIHL; la díhydrv xvaxctonphoiphat và kết quà là tạo th à n h glyxbr.ir thoo phản ứng sau
ọ>‘
C H vO -P t O ỉ ỉ i
c * 0 + N A D - - Í Í 2 -
i ] ./>.
I CHOH
OH OH
CHyOB CH2OH
M ặt k h ác xảy r a việc tá c h a x e ta ld e h y t do enzym aid c h itd e h y d ro g en a z a có coenzim N A D + x ú c tác.
C H sC H = 0 + N A D + + OH -* C H3COOH + N A D -H + H + Như vậy tro n g m ôi trư ờ n g k iêm ta th u được g ly x erin a.axetic và rưựu et.ylic
P h ư ơ n g t r ì n h tổ n g q u á t n h ư sau:
C H 2OH
2 ChHỉ20 (ỉ + H 20 2C H O H + C H3COOH + C2PIflO H + 2 C 02 C H 2OH
0) Kiểu th ứ b a L ên m en tr o n g điêu k iện có b is u n fit n a tr i hoặc h v d razin th i c h ú n g sẽ k ế t hợp với a x e ta ld e h y t th à n h m ộ t hợp c h ấ t k h ó tan. K hi đó e n z y n i a lco ld eh y d ro g en aza k h ô n g có a x e ta ld e h it ỉàm c h ấ t n h ặ n h id ro và k h i đđ c h ấ t n h ậ n h vdro là đ ih y đ rox vae ton p h o tp hat..
c h2o © c h2o @
C = o 4- N A D -H2 — CH O H + N A D +
i _ \
C H 2()H c h2o h
P h a n ứ n g này do en zym e g lix eco ~ 3 p h o tp h a td e h y đ ro g e n a za xúc 'ó c . S a u đ ó dưdi tác d ụ n g c ủ a p h o tp h a t g ly x ero-3-p h otp h at ch u y ển
•h ã n h gỉyxerin
c h2o © c h2o h
Ọ H O H _____ _______„ CHOH
I ... I
c h2o h c h2o h
G lyxerin
Phương t r i n h tô n g q u á t c ủ a qu á t r ìn h n à y là:
CPI2OH
+ H S O3 - * + C H O H + A x e tal d eh y t H SO3 + CO.>/ C H 2OH
T hự c t ế ta có th ể th u được 40% glyxerin so với nguyên liệu
đườ ng cho vào.
1.3.3) H iệu su ấ t quá trìn h ỉên m en
- Theo k ết quả th í nghiệm của L avoisier khi lên m en 95,9 p h ần đương ta th u được 57,7% côn, 33,3% C 02, 2,5% axit axetic - Theo th í nghiêm của P astơ thì cứ 100 phần đường ta th u được
51,1% cồn, 49,4% C 02, 3,2% glyxerin, 0,7% axit xuxinic, 1%
các sản phẩm khác.
1.3.4) Ưng dụn g quá trìn h lên men rượu
Lên m en rượu được ứng d ụ n g rộ ng rái n h ấ t tro n g các kiểu lẽn m en. D ựa vào cơ c h ế lên m en này người ta đã ứ ũ Ị dụ n g th à n h công tro n g sản x u ất bia, sản x u ấ t rượu vang, sản xuất, côn và sàn x u ấ t glyxerin
2) Ô xy h ó a r ư ợ u t h à n h a x i t a x e t ì c 2.1) c đ ch ế quá ếrình ôxỵ hóa
ồ x y hóa rượu th àn h axit a x e t i c giống như quá trìn h ôxy hóa cacbua hyđro và các a x it béo.
Đế chuyển th à n h a x it axet.ic rượu phải dược th ảm th ấu qua th à n h tế bào vào tro n g tế bào. ơ đây xây ra quá trin h chuyên hóa
rượu th à n h a x it axetic. Axit ax etic được tạo th àn h rồi sẽ được k huếch tán ra môi trư ờ n g bên ngoài.
Quá trìn h này sẻ được chuyển hóa như sau:
-2 H
C H 3C H 2O H — -> C ỈIa C H O C H v ịC H O + H 20 —* C H 3C H ( O H ) 2
- 2 H
C H 3C H ( O H ) 2 ---> C H s C O O H 2 ( C H ) + 0 2 ---•*> 2 H 20
N goài kh ả n ă n g ôxy hóa rượ u êty lic, vi k h u ẩ n a x e tic còn có kh ả n ă n g ôxy hóa m ộ t sô' rượu k h á c th à n h n h ứ n g a x it tư ơ n g ứng.
Thí dụ như ôxy hóa m ộ t số ỉoại rư ợ u sau P ro pio n ic -ằ a x it p ro pion ic
B u ty ric -* a x it b u ty ric G ỉyxerin -* dioxiaxetơn
Đôi với các g lu x it c h ú n g k h ô n g th ể ôxy hó a được x eto za m à có k h ả n ă n g ôxy hóa được các arid o za. T hí dụ c h ú n g có k h ả n ă n g ôxv hóa được g!ucoza để tạo th à n h a x it gluconic
2.2) Vi sinh vật trong quá trình ôxy hóa
H iện nay người t a b iế t được h à n g c h ụ c loài vi k h u ẩ n ax e tic tro n g họ Acetóbacter
T oàn bộ c h ú n g th u ộ c loài vi k h u ẩ n k h ô n g tạ o bào tử vi sin h vật, h ìn h gậy. C h ú n g p h á t tr iể n chỉ tro n g điêu kiện th o á n g k hí
Có th ể gặp c h ú n g đ a n g ch u y ển đ ộ n g và k h ô n g ch u y ển độ n g T hư ờ ng gặp n h ấ t là n h ứ n g loài sau:
T rự c k h u ẩ n n g ắ n , k h ô n g ch u y ển d ộ n g và c h ú n g có th ể liên k ế t với n h a u th à n h chuỗi dài. c h ú n g b ắ t m àu v à n g với iot, có th ể số n g ở nồiig độ côn kh á cao (1 1%) và có k h ả n ă n g oxy hóa côn để tạ o th à n h 6% a x it a x e tic
N h iệ t độ p h á t t r i ể n tối ưu của c h ú n g ỉà 3 4 ° c . N ếu n h iệ t độ cao qu á 4 0° c sẽ gây r a hiện tư ợ n g co tế bào và tạo th à n h h ìn h q u ả lê. T h ư ờ n g th ấ y c h ú n g p h á t tr iể n tro n g bia.
Acctobacter aceii
Ổ ?
0
* Acetobacter pasterianum
* Actobơcter ocỉeancnse
Có khả n â n g tồn tại ó độ a.axetic 9,5%
* Acetobơcter x y ỉin u m
C 0 2 . Vì th ế người sử dụn g giải k hát gọi là “cvas”
T rự c kh u ẩn ngắn, h ìn h th á i g ần giống lài trê n . N hư ng khác vđi loài tr ê n ìà khi cho iot ch ú n g tạo m àu x an h th ẩm , tạo ỉh u ẩn tạo h ìn h n h ă n nheo* khi ch ú n g p h á t triể n tr ê n môi trư ờ n g đặc. Có k hả n ă n g ôxy hóa và tạo 6,2% a x it axetic.
T rự c k h u ẩn không chuyển động có kích thước tru n g binh.
Khi tă n g n h iệ t ch ú n g tạo th à n h tế bào hình dài hoặc h ình sợi hoặc k h ô n g tạo hình. Thường th ấy c h ú n g p h á t triể n tro n g dịch nho loãng.
cồn i 1-1 2% và có khả n ă n g tích lũy
T rự c khuẩn không chuyển động. Có th ể tạo th à n h m àng xốp có khi r ấ t dày. Khi nhuộm với iot ch ú n g tạo m àu xanh (vì chúng chứa hem íxelluloza nên phản ứng với iot). Khi ôxy hóa rượu tạo th à n h 4,5% a.axetic. Ngoài ra ch ú n g còn có khả nấng ôxy háo tiếp ax it axetic th àn h H2O và i này với n ấm m en đế sản x uất nước
A cetobacter suboxydans P h á t tr iể n t r ê n bề m ặ t cơ c h ấ t tạo th à n h m à n g n h ẹ, m ỏng. K hi p h á t tr iể n c h ú n g cần v ita m in n h ư a x ít p a ra a m in o b n z o ic p a n to tc n ic , n ic o tin iẹ
A cetobacter s c h u itz e n b a c h ii T rự c k h u ẩ n dài cho m à n g k h ô n g kh í b en v ứ n g . Có k hả n ă n g tạo 11,5% a. ax ètic. C h ủ n g này được ứ n g d ụ n g rộ n g r ã i tr o n g cô n g nghiệp.
2.3) ứng dụng quá trình ôxy hóa rượu đ ể sản xuất dấm a) N h ứ n g yêu câu k ỹ th u ậ t
N o n g độ axetic và n o n g độ rượu
C ủ n g n h ư nh iêu s ả n p h ẩ m tra o đổi c h ấ t kh á c a x it a x etic được s in h r a sẽ gây ả n h h ư ở ng ức c h ế tới s in h lv củ a vi k h u ẩ n axxứĩe.
N ếu n ồ n g độ của a x it a x e tic đ ặ t 8% sẽ ứ c c h ế h o ạ t cl o 1 i Cdilỉrỉ- VI, k h u ẩ n và n ế u n ồ n g độ a x ít a x e tic 12-14% sẽ ức c h ế toàn bộ c ủ a vi k h u ẩn .
N ò n g độ rượu
T ù y t ừ n g loài m à c h ú n g có k h ả n ă n g tồ n tại. T h ư ờ n g th ư ờ n g người ta sứ d ụ n g n ồ n g độ rượu từ 11-13%.
N ếu t r o n g môi t r ư ờ n g k h ô n g có rượu th ì vi k h u ẩ n tiế p tụ c ôxy hóa a x it a x etic đế' th u n h ậ n n ă n g lư ợ n g d ù n g tro n g sự sống.
Vì th ê đây là m ộ t qu á t r ìn h có hại. T ro n g s ả n x u ấ t người ta th ư ờ n g giữ lại độ rư ợ u tro n g m ôi trư ờ n g là 0,3 -0,5%
N hiệt, độ
T ù y th eo từ n g loài m à n h iệ t độ tố i ưu cho q uá t r ìn h ôxy hóa.
N h ư n g tr o n g sả n x u ấ t người ta d ù n g n h ứ n g loài vi sin h v ậ t th íc h ứ n g cho hóa tr ìn h ồxy hóa là 30 - 3 4 °c.
Độ thoáng k h í
Ôxy là m ộ t yếu tố q u a n t r ọ n g cho Quá t r ìn h lên m en dấm . Q uá tr ìn h ỏxy hóa chỉ xảy ra khi t r o n g m ôi t r ư ờ n g vi khu ẩn được tiế p xuác với k h ô n g khí. C à n g được t h o á n g khí khả n ă n g ôxy hó t
c à n g tố t.
Môi trư ờ n g din h dưỡng ngoài rượu ra cần các c h ấ t vò cơ, gluxit và các hợp c h ấ t hđu cơ chứ a ni tơ dễ hấp th ụ . T hường khi sử dim g h ecto lit rượu c ầ n 25g supepholphat, 25g su n p h a t am ôn, 0,9 gcm K2CO3 và 500 gam glucoza hoặc tin h bột được th ủ y phân.
b) K ỹ thuật sản xuất dấm
Sản x u ấ t dấm hiện nay theo hai cách cơ bản:
- Phương pháp nhan h - Phương pháp chậm
'P h ư ơ n g phá p chậm (là phương pháp O rland hay phương pháp của P háp ) Đây là phương pháp th ủ công đá có từ lâu. Chủ yếu sản x u ấ t từ rượu vang. Rượu vang được ax it hóa bằn g axit axetic. Dịch sản x u ấ t phải đàm bảo:
2'7r. a.axetic 4 r/t, rượu hay 3% axit axetíc
3% rượu
Sở dĩ ngươi ta cho a x it axetic trư ớc để tạo điêu kiện cho vi kh u ẩn p h át triể n , m ặ t khác để n găn ngừa các vi khuẩn khác p h á t triể n , không bị nhiễm .
D ịch sau khi chuẩn bị xong được đổ vào các th ù n g gỗ và để ở ngoài không khí. Sau m ột thời gian trê n bè m ặt sẽ tạo th àn h v án g chứa nhiêu a.axetic. Vĩ th ế m à quá trìn h ôxy hóa xảy ra chậm và chỉ kết th ú c sau vài tu ần . Khi kiểm tra rượu còn lại 0,3-0,5%
sẽ lấy dấm ra, cho dịch dinh dưỡng mới vào. Nếu đê’ lâu c h ấ t lượng dấm bị giảm n h a n h do quá trìn h ôxy hóạ dấm xảy r a tiếp' tục.
D ấm th u được thư ờ ng có lượng ax it 5-6% . M uốn để lâu nhải đem th a n h trù n g Pastơ.
P hương phá p nhanh (Phương pháp Đức hay phương pháp công
n g h iệp )
T h iế t bị lên m en là m ộ t t h ù n g gỗ cao 2 ,5 m -6 m có đườ ng kính (p = l,2 - 3 m
N g u y ên tắ c cơ b à n là làm tà n g tiế t d iận tiế p xức với không khí làm cho q u á t r ì n h lên m en tă n g n h an h .
Di c h l è n m o i võo
T h ù n g th ư ờ n g là h ìn h t r ụ p h ía t r ê n có m ộ t lỗ cho m ôi trư ờ n g vào và để cho k h ô n g khí ra . Dưới là m ộ t m iê n g gỗ có n h iều lỗ để p h â n phối dich cho đêu. Dưới tấ m gỗ là n h ữ n g v ậ t liệu xốp được xếp dầy (vò bảo, th a n gỗ, lõi ngô, th a n côc) đ ã được th a n h tr ù n g kỹ (có th ể d ù n g d ấm 9% để th a n h trù n g ) . Dưới là m ộ t tấ m s à n g có m ột lỗ th o á t cho d ịc h d ấ m ra.
D ịch được c h ế tạo n h ư sau:
c ư 1 h e c to lit -*• - 2 5 g r S u p ep h o tp h at - 2 5 g r S u n fa t am ôn . - 0,9 g r K2C 03 - 500 g r glucose - a.ax etic 3%
- Cồn 3%
D ịch được đổ từ tr è n xuống. D ịch chảy đều trê n các m àn g xốp, ở dủv đỏ cấy sẵn vi sinh v ật và vi sinh v ật sẽ th am gia ụxy hóa rượu th à n h axit axetic
Tùy theo chiêu cao của th ù n g và tốc độ cho dịch vào m à ta có dấm với tỷ lệ khác nhau. Có th ể tiế n h à n h ôxy hóa ’ại sao cho dịch cuối c ù n g chỉ có 0,3-0,5% rượu ỉà được. Dấm thu được thườ ng có n ô n g đô 9% a. axetic. Đem lọc và th an h tr ù n g Pasto.
* Nguyên n h â n gâv hư hỏng dâm .
Đ ấm hư hỏng do nhiêu nguyên n h â n khác nhau. T ro ng đó đ án g chú ý n hững nguyên n h ân sau:
_ C andida (mycoderma) C h ú n g p h á t triể n tro n g dấm , gây phân hủv rượu và a,axetic th à n h khí C 02 và H 20
_ Ace.tobactcr X y lỉn u m Có khả n ă n g phân hủy a.axetic th àn h khí C 02 và H>>0. Hoặc tạo th à n h n h ữ n g v áng nhầy làm đục dấm . Để loại trừ khả n ă n g làm đụ c dấm h iện nay có hai cách:
1) T hanh tr ù n g Pasto để tiêu d iệt n h ữ n g vi sin h v ật có th ể gây bỏ n g dấm ■
2) D ù ng piro sunp h ik ali (K2S2O3) vứi hàm lượng 10 - lõ g am t r e n 100 ìít dấm.
Lươn dam (ÁỉiHgiỉlulu aceti)
Loài đực dài Im m . loài cái dài 1 -2 rum. C hứng p h á t triể n r ấ t
n h a n h tro n g dấm , tạo th à n h n h ữ n g sợi m àu trắ n g . T h ư ò n g p h á t t r iể n m ạ n h tr o n g d ấm có n ô n g đô 6% và k h ô n g sin h s ả n ở nô n g độ d ấ m 9% và bị tiê u d iệ t ở n ồ n g độ dấm 12%. T a có th ể n h ậ n b iế t c h ú n g b ă n g m ắ t th ư ờ n g . Lươn d ấm k h ô n g gây ả n h hưở n g xấu tới sứ c khỏe con người m à chỉ gây đ ụ c và gây m ù i khó c h ịu tro n g d ấ m .
Đ ể ch ố n g lại h iệ n tư ợ n g lươn d ấm ta có th ể làm n h ư sau cho 1-2% m uối ă n vào dấm c h ư a p h a loáng, tro n g m ộ t hai ng ày c h ú n g sẽ bị tiê u d iệt. Sau đó lại p h ả i lọc đ ể loại bỏ các lươn dấm . H oặc có th ể đem th a n h t r ù n g P a stơ sau đó đem lọc.
M ọt d ấ m
T ro n g s ả n x u ấ t d ấm còn bị m ộ t sô' m ọt d ấ m làm th a y đổi c h ấ t lư ợ n g c ủ a d ấm . M ọt d ấ m có hai loại:
Loại lổn 'ó m ày t r ắ n g đục, có h ìn h quả lê trò n . K ích thước l ,5 - l , 8 m m
Loại nhỏ có m àu n âu h ìn h quả lê dài, có kích thư ớ c 0 ,4 -0 ,3 m m
N h iê u khi m ọ t d ấ m x u ấ t h iện với m ột lượng r ấ t lớn và ãn lươn d ấ m . Đ ể n g ă n n g ừ a ta phải th ố i hơi nóng.
R uồi dấm
Ruồi d ấ m là v ậ t m a n g vi k h u ẩ n và lươn dấm làm h ỏ n g dấm . K hi p h á t tr iể n ở d ấm c h ú n g sin h r a dòi. Dõi d ấ m p h á t t r iể n phía t r ê n hay phía dưới d ấm . C h ú n g p h á t t r iể n m ạ n h khi có sự ôxy hóa m ạ n h , C h ú n g đ ồ n g hóa rượu, a x it a x e tic, và các loại vi k h u ẩ n vì t h ế p h ải grữ gìn c ẩ n th ậ n k h ô n g đ ể ru ồ i d ấm đẻ tr ứ n g vào th ù n g lên m en.
2.4) Một sù' ứng dụng khác cùa vi khuẩn axetic K
N goài k h ả n ă n g c h u y ể n hóa cồn th à n h a x it a x e tic m ộ t sô' vi k h u ẩ n a x e tic có k h ả n ă n g c h u y ể n hóa m ộ t sô' c h ấ t k h á c tạo n ê n m ộ t sô' c h ấ t r ấ t qu an trọ n g , T ro n g sô' các vì k h u ẩ n a x e tic đ á n g
190
chú ý n h ấ t là loài Acetobacter Soboxydans. Loài này có th ể tham gia ch uyển hóa m ột sô’ c h ấ t nh ư sau:
Cơ chất Sản p h ẩ m
D .glucoza a.d. tac trie
a.gluconic
d.xobit d-soboza
d.m an it D -F ru c to z a
E tyìen glycôn a.glicolic
glyxerin Diendio axeton
T ro n g đó đ án g chú ý nha’t là lên m en để tạo th à n h sobóza vì sobóza là nguyên liệu d ù n g tro n g sản x u ấ t vitam in c .
N ăm 1896 B e rtrá n công bố công trìn h nghiên cứu của m ình cho thấy rằ n g vi kh uẩn có khả n à n g chuvển hóa sobit th àn h sobóza.
T ro n g đó nhiêu loài khác nữa thí dụ n h ư A.suboxydans, A.rancens, A .a ceti, A .m cianoginưm , A .glucom icum , B act.xyỉinoides,
Đ ể sản x u ất soboza từ sobỉt có th ể nuôi theo phương pháp bê m ặ t hoặc phương pháp bề chìm . H iệu su ấ t có th ể đ ạ t 80 - 90%
P hương pháp b'ê m ật D ung dịch m ôi trư ờ n g có th ể cho nồng độ sobit 35%, cao n ấm m en 0,5 g/100m l, T iến h àn h lên m en ỏ 2 5 -3 0 °C . Sau 4 -5 ngày hiệu su ấ t soboza 80-90% . Nếu tro n g môi trư ờ n g th êm 0,5-5% hỗn hợp v itam in B sẽ kích th ích m ạn h quá trìn h ôxy hóa này.
P hương pháp bê c h ìm D ịch lên m en chứa 20% sobit, cao nấm m en 5 g/1 thổi không khí 1800 m l/phứt, lên m en ở 30°c, H iệu su ất th u được trê n dưới 90%, Để nuôi cấy n ê n d ù n g môi trư ờ n g lỏng có th à n h phần như sau:
N ước 1 lít
S obit 100g
Cao n ấ m m en õg
glucôz lOg
CaCO* 3 ,l g
T h êm CaCO-Ị vào làm m ụ c đích tr u n g h òa a.g lu co n ic tạo th à n h . N ếu k h ô n g tr u n g hòa sẽ ức c h ế sự tạo th à n h sobôza.
Quá tr ìn h n h â n giô'ng được tiế n h à n h n h ư sau:
C anh trư ờ n g ố ng ngh iệm
_ 1 ,
Môi trư ơ n g lỏng (800m l) nuôi 48 giờ
T h o án g khí Môi t r ư i n g lỏng (240 0 m ỉ) nuôi 24 - 48 giờ
T h o án g khí
Ị Cấy 100 ml Môi trư ờ n g lỏ n g (3200 ml)
N uôi 24 - 48 giờ T h ù n g 1ê n m en
Đ ể giđ giôn g có th ể cấy tru y ề n tr ê n m ôi trư ờ n g th ạ c h n g h iên g c h ứ a 5% sobit hoặc th ạ c h m ạch n ha.
3) L è n m e n la c tic
3.1) Cư chế quá trình lên men và yếu l ố kỹ thuật
N gu y ên liệu d ù n g để sả n x u ấ t a x it la c tic là m ậ t r ỉ, đường, tin h b ộ t đố được đư ờ n g hóa.
N ồng độ đường sử d ụ n g tro n g q u á tr ìn h lên m en là 5-20% . Nếu sử dụ n g nguyên liệu là m ậ t rỉ th ì phải làm tro n g vì tro n g đó có chứ a các hợp c h ấ t nitơ làm ản h hưởng cho quá trìn h lên m en.
T hí dụ như p h ả n ứ n g m elanoidin ch ẳn g h ạn . S ản phẩm p h ả n ứ n g này tá c d ụ n g với a.lactic tạo ra hợp c h ấ t giông a x it hum ic. Các sản ph ẩm này sẽ tạo cho sản phẩm cuối có m àu sẩm khó loại trừ b ằn g th a n hoạt tín h .
Q uá trìn h xảy r a r ấ t tố t tro n g môi trư ơ n g axit. Tuy nh iên vi k h u ẩn lactic không có khả n ă n g ch ịu được khi quá axit. T ro n g sản x u ấ t nếu dich bị axit quá m à chưa tr u n g hòa được sẽ gây khó k h ăn cho vi sinh v ậ t lactic p h á t triể n . N ê n tro n g sản x u ấ t phải tru n g hòa lượng axit th ừ a đến pH = 6,3 -6 ,5 . Thường xuyên người ta d ù n g với vôi tôi hoặc cacbonat canxi để tru n g hòa, hoặc là cho vào trư ớ c hoặc là cho vào sau và cho từ từ.
N h iệ t độ th ích hợp cho quá tr ìn h lên m en là 5 0 °c . N ếu giảm th ấp hơn hay tă n g hơn n h iệ t độ đó đều làm yếu quá trìn h lên men.
T rong lên m en lactic có nhiêu vi k h u ẩn th am gia vì th ế m à người ta th ấy tùy hệ enzym e của từ n g loài vi sinh v ật m à tro n g lên m en hoặc là tạo th à n h chỉ có a.lactic hoặc là ngoài axit lactic r a còn m ôt sô' sản phẩm phụ khác và CƠ2
T rường hợp thư n h ấ t Cơ c h ế tạo th à n h axit lactic như sau:
CH s CHOHCOOH - ---
T ro n g trư ờ n g hợp 'này a.ỉactic được tạo th à n h theo sơ đồ E M bden -M eyerh orf. H ydro được tác h ra và c h u y ể n 'tớ i piruvàt.
Lượng a x it lactịc tạo th à n h chiếm hơn 90%, Chỉ m ột lượng nhỏ p iru v a t bị khử cacbon để chuyển th à n h a.axetic, etanoỉ, C 0 2, v à .a x eto in . Lượng sản phẩm phụ tạo ra phụ thuộc vào sự cổ m ặ t của ôxy.
c6h12o6
NAD 2 N A D -H2 C H3 CO-COGH
V
C6H1206 = 2CH3CHOHCOOH + 225Cal Trường hợp thư hai
Xảy ra khi vi khuẩn lactic không có các enzyme cơ bản của sơ đồ Emb.den-Meyehof là andolaza và triozaphotphatizomeraza.
Nghĩa là qua glucoza- 6 photphat, 6photphoglucozat và ribuloza-5photphat. Ribuloza 5 photphat dưới tác dụng của epimeraza chuyển thành xiluloza 5-photphat. Xiluloza 5 photphat dưới tác dụng của enzime pentozaphotphoxetolaza bị phân hủy để tạo thành andehit photphoglyxerinic và axetil photphat.
Dưới tác dụng của axetatkinaza (có photphoril hóa ADP) sẽ tạo thành axetat (Hoặc bị khử thành axetaldehit rồi thằnh rượu etanol), còn adchit photphoglyxrinic theo con đường thông thường của sơ đô Embden Meyerhorf
2C6H1206 --- ~ C H 3CHOHCOOH
+ C O O H C H2C H 2C O O H + C H3C O O H
+ C Ị Ỉ3C H2O H
+ co2 + h 2
3.2) Vi khuẩn lên men lactic
3.2.1) Đặc tín h c h u n g
Vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacterium . Đây thường là những trực khuẩn hoặc cầu khuẩn không tạo bào tử. Thường không chuyên động và yêm khí tùy tiện. Phần lớn chúng phát triển nếu thiếu 02
vẫn bình thường.
Hâu hết không có khả năng lên m en tinh bột và các policaxant khác. Sự phát triển của nó càn một số axit amin hay các hợp chất hữu cơ chứa nitơ khác (pepton, polysacarit và protein tan)
3.2.2) P h à n loại. Vi kh u ẩ n lè n m e n lactic người ta c h ia làm hai loại:
- Loại lên m en lactic điển hình