Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu quá trình lên men axit lactic từ tinh bột hạt mít
- 122 trang
- file .pdf
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
HỒ THỊ HẢO
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÊN MEN
AXIT LACTIC TỪ TINH BỘT HẠT MÍT
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng – Năm 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
HỒ THỊ HẢO
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÊN MEN
AXIT LACTIC TỪ TINH BỘT HẠT MÍT
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG
Mã số: 60 54 02
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Đà Nẵng - Năm 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
HỒ THỊ HẢO
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÊN MEN AXIT LACTIC
TỪ TINH BỘT HẠT MÍT
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm và ñồ uống
Mã số: 60 54 02
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng - Năm 2011
Công trình ñược hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Phản biện 1: PSG.TS. TRẦN THỊ XÔ
Phản biện 2: PGS.TS. PHẠM NGỌC ANH
Luận văn ñược bảo vệ trước hội ñồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật họp tại Đại Học Đà Nẵng vào ngày 23
tháng 4 năm 2011.
* Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng.
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
Tên bảng Trang
bảng
1.1 Hình thái và kiểu lên men lactic của một số vi khuẩn lactic 11
1.2 Thành phần hóa học của hạt mít 21
2.1 Thành phần môi trường lên men axit lactic 28
2.2 Thành phần môi trường MRS Agar 29
3.1 Ảnh hưởng của nồng ñộ xút ñến quá trình tách lớp vỏ nâu ở 31
hạt mít
3.2 Hàm lượng tinh bột của hạt mít 33
3.3 Kết quả ño OD của dịch kiểm chứng và mẫu thí nghiệm 34
3.4 Hàm lượng ñường khử tạo thành sau quá trình thủy phân 38
3.5 Hiệu suất lên men theo nồng ñộ dịch ñường 48
3.6 Các ñiều kiện thí nghiệm TYT 22 51
3.7 Kết quả thí nghiệm theo thực nghiệm TYT 22 52
3.8 Bảng giá trị tính phương sai dư 55
3.9 Kết quả tính bước chuyển ñộng δ j của các yếu tố 56
3.10 Kết quả thực nghiệm tối ưu hóa theo ñường lên dốc 57
DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
Tên hình Trang
hình
1.1 Hai dạng ñồng phân của axit lactic 5
1.2 Lên men axit lactic ñồng hình nhờ các phản ứng theo con ñường 8
EMP
1.3 Lên men axit lactic dị hình theo các phản ứng của con ñường 9
PP
1.4 Lactobacillus casei 12
1.5 Lactobacillus bulgaricus 13
1.6 Lactobacillus acidophilus 13
1.7 Streptococcus lactic 13
1.8 Thuốc Biolactyl 15
1.9 Cây mít 20
1.10 Hạt mít 20
1.11 Hình chụp phân tử tinh bột hạt mít 22
2.1 Máy so màu hiệu JENWAY 6305 23
2.2 Tủ sấy nguyên liệu 23
3.1 Bột hạt mít thu nhận 33
3.2 Khuẩn lạc L.casei sau khi hoạt hóa 36
3.3 Đường chuẩn glucoza 37
3.4 Dịch ñường sau thủy phân 39
3.5 Dịch ñường ñã khảo sát nồng ñộ trước lúc lên men 40
3.6 Các khuẩn lạc Lactobacillus casei ở các mức pha loãng 10-3 42
3.7 Đường cong biểu diễn mật ñộ tế bào ở các mức pha loãng 42
khác nhau
3.8 Dịch ñường ñã chuẩn bị trước lúc lên men 43
3.9 Quá trình lên men lactic 44
3.10 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hàm lượng axit lactic tạo thành 45
3.11 Ảnh hưởng của tỷ lệ giống ñến lượng axit lactic tạo thành 46
3.12 Ảnh hưởng của nồng ñộ dịch ñường ñến hàm lượng axit lactic tạo 47
thành
3.13 Ảnh hưởng của thời gian lên men ñến hàm lượng axit lactic tạo 49
thành
3.14 Các mẫu dịch sau khi kết thúc quá trình lên men 50
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
EMP : Embden-Mayerhoff-Parnas
ATP : Adenosine Triphosphate
ADP : Adenosine Diphosphate
PP : Pentoza Phosphat
L.bulgaricus : Lactobacillus bulgaricus:
L. acidophilus : Lactobacillus acidophilus
Opt : Optimum
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Số liệu, kết quả báo cáo trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược
công bố ở bất cứ công trình nào khác.
Tác giả
Hồ Thị Hảo
-1-
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Axit lactic là axit hữu cơ không màu, có hương vị nhẹ. Axit lactic ñược hình
thành do quá trình lên men tự nhiên trong các sản phẩm như phomai, sữa chua,
nước tương, bột chua, sản phẩm từ thịt, rau muối chua… Axit lactic ñược dùng sản
xuất trong một số thực phẩm như các sản phẩm bánh, ñồ uống, các sản phẩm từ
sữa, thịt, xà lách...Trong các sản phẩm thực phẩm ñồ uống, axit lactic ñược sử dụng
ñể ñiều chỉnh ñộ pH hoặc như một chất bảo quản [27], [30].
Trong công nghiệp nhẹ, axit lactic là dung môi cho công nghiệp sản xuất sơn,
vecni, nhuộm và thuộc da. Trong công nghiệp rượu, axit lactic ñược dùng dưới
dạng muối của canxi. Đặc biệt là gần ñây, các nhà khoa học trên thế giới ñã nghiên
cứu tổng hợp nhựa axit polylactic (PLA) – một loại nhựa sinh học từ axit lactic.
PLA là sự lựa chọn thích hợp thay cho nhựa có nguồn gốc từ dầu mỏ, vì nó vừa có
thể phân huỷ ñược, vừa ít ñộc tính ñối với con người. PLA ñược sử dụng làm
nguyên liệu sản xuất bao bì phân bón, thực phẩm và các loại bát, ñĩa dùng một lần.
Đặc biệt trong y học và dược học, kết hợp với sự phát triển của công nghệ sinh học
và di truyền, axit lactic ñược nghiên cứu nhằm sản xuất phục vụ những nhu cầu
thiết yếu về sức khỏe của con người. Trong phẫu thuật chỉnh hình, các hợp chất cao
phân tử tổng hợp từ axit lactic và những dẫn xuất của nó là những chất liệu cấy
ghép sinh học thích hợp và hiệu quả cao. Canxi lactat là loại dược phẩm nhằm bổ
sung canxi dưới dạng dễ hấp thu cho cơ thể. Sắt lactat ñược sử dụng ñể chữa bệnh thiếu
máu…[16], [28], [37].
Axit lactic ñược sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như rỉ ñường,
củ cải ñường, nước mía, tinh bột... Nhằm ñể hạ chi phí sản xuất axit lactic, ngày
nay ñang có rất nhiều nghiên cứu thay thế nguồn cacbon và nitơ ñắt tiền trong môi
trường lên men bằng các nguyên vật liệu rẻ tiền hơn. Trong ñó, tập trung chủ yếu
-2-
vào việc tận dụng các phế phẩm nông nghiệp như bã mía, bã ngô, lõi ngô, cám mỳ,
rơm rạ, rỉ ñường...[16],[23],[28],[36].
Mít là loại trái cây nhiệt ñới có giá trị. Quả mít ñã ñược sử dụng ñể ăn tươi từ
lâu ñời. Trong những năm gần ñây mít ñược sử dụng rất nhiều trong các ngành chế
biến thực phẩm ñể tạo ra các sản phẩm khác nhau như: mứt mít, mít sấy, sản xuất
bánh kẹo,…Hạt mít ở trong quả mít chiếm trung bình từ 10 – 15% trọng lượng trái,
ngoài ra trong hạt mít chứa một hàm lượng khá lớn tinh bột và protein. Mặc dù
khối lượng nhiều nhưng nó chỉ ñược coi là phế phụ phẩm và thường bị loại bỏ
trong quá trình sử dụng, sản xuất và gây khó khăn cho việc xử lý rác thải ô nhiễm
môi trường. Chúng ta ñã biết sử dụng hạt mít ñể chế biến một số món ăn nhỏ tuy
nhiên sự hiểu biết về các thành phần dinh dưỡng còn hạn chế [35].
Quá trình nghiên cứu xác ñịnh thành phần dinh dưỡng của hạt mít ñã ñược
khảo sát trong thời gian gần ñây, trong hạt mít có chứa tới 77,76% tinh bột và là
một nguồn nguyên liệu rẻ tiền, sẵn có [38], [43]. Thủy phân tinh bột từ hạt mít ñể
lên men sản xuất cồn và axit lactic là một hướng mới nhưng chưa ñược nghiên cứu nhiều.
Việc tận dụng ñược nguồn phụ phẩm rẻ tiền, dễ kiếm, cũng như nhằm hạn
chế lượng chất thải trong quá trình chế biến, chống ô nhiễm môi trường là một
thiên hướng lớn ñối với các nhà nghiên cứu. Trong công nghệ sản xuất axit lactic,
việc sử dụng các nguồn nguyên liệu như ñường, rỉ ñường, nước mía ép, củ cải
ñường, tinh bột…ñã ñược nghiên cứu nhiều nhưng hiện nay việc sử dụng tinh bột
hạt mít ñể sản xuất axit lactic thì chưa thấy công bố.
Ở nước ta, việc sử dụng axit lactic trong công nghệ thực phẩm và phi thực
phẩm khá nhiều nhưng chủ yếu là thu mua từ nước ngoài với giá thành cao.
Nghiên cứu quá trình thủy phân tinh bột hạt mít (một nguồn phế phẩm công nghiệp
khổng lồ và rẻ tiền) ñể làm nguyên liệu trong công nghệ lên men lactic nhằm hạ giá
thành cho sản phẩm axit lactic là thật sự có ý nghĩa không chỉ về mặt kinh tế mà
còn có ý nghĩa rất lớn về bảo vệ môi trường sống của chúng ta.
Chính vì những thực tế trên, chúng tôi mạnh dạn chọn ñề tài “Nghiên cứu quá
trình lên men axit lactic từ tinh bột hạt mít” là một việc làm cấp thiết hiện nay.
-3-
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Sử dụng hạt mít làm nguyên liệu chính ñể tiến hành thủy phân thu nhận dịch lên men.
- Xác ñịnh các thông số công nghệ tốt nhất như nồng ñộ dịch ñường, nhiệt
ñộ lên men, thời gian lên men, pH lên men cho quá trình lên men axit lactic bằng
cách sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa nhằm thu ñược
hàm lượng axit lactic sau lên men là cao nhất.
- Đề xuất ñược quy trình lên men axit lactic từ tinh bột hạt mít.
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
- Sử dụng hạt mít làm nguồn nguyên liệu chính ñể tiến hành thủy phân thu
nhận dịch ñường.
- Sử dụng chế phẩm enzyme α-amylaza do hãng Novozymes – Đan Mạch sản
xuất và chế phẩm γ-amylaza của Genencor Bio-products Co.Ltd, China sản xuất.
- Sử dụng chủng vi khuẩn Lactobacillus casei ñể lên men dịch sau thủy phân.
4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Sử dụng hạt mít ñược thu mua tại các ñầu mối nguyên liệu của Công ty cổ
phần Vinamit trên Daklak.
- Lên men axit lactic từ dịch thủy phân từ tinh bột hạt mít.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp lấy mẫu, chuẩn bị mẫu và bảo quản mẫu.
- Phương pháp hóa lý
- Phương pháp hóa học
- Phương pháp hóa sinh
- Phương pháp vi sinh vật
- Phương pháp toán học
6. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
- Phân tích và xác ñịnh hàm lượng tinh bột của hạt mít, thành phần dịch lên
men và xác ñịnh hàm lượng axit lactic bằng các phương pháp hóa học.
- Thực hiện lên men axit lactic trên môi trường lỏng.
-4-
- Tối ưu hóa các ñiều kiện lên men bằng phương pháp quy hoạch thực
nghiệm và phương pháp tối ưu nhằm thu ñược hàm lượng axit lactic là cao nhất.
7. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
- Tận dụng lượng phế phụ phẩm trong quá trình chế biến các sản phẩm từ
quả mít ñể tạo ra nguồn nguyên liệu chính ñể sản xuất axit lactic.
- Giải quyết ñược vấn ñề ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe cộng ñồng,
nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất.
- Tăng nguồn thu nhập cho người trồng mít
- Giảm lượng axit lactic ngoại nhập, chủ ñộng sản xuất, tiết kiệm ngoại tệ.
8. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
Ngoài phần mở ñầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, trong
luận văn gồm có các chương sau:
+ Chương 1: Tổng quan.
+ Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu.
+ Chương 3: Kết quả và thảo luận.
-5-
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về axit lactic
1.1.1. Lịch sử lên men lactic
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa kỵ khí ñường tạo thành axit lactic ñã
ñược biết và sử dụng từ lâu ñời trong dân gian như: lên men chua rau quả, làm sữa chua…
Năm 1780 nhà bác học Thụy Điển Shale lần ñầu tiên ñã tách ñược axit lactic
từ sữa bò lên men chua. Năm 1857 Pasteur ñã chứng minh ñược sự lên men chua
sữa là do nhóm vi khuẩn lactic. Năm 1878 Lister phân lập thành công vi khuẩn
lactic ñầu tiên và ñặt tên là Bacterium lactis, nay gọi là Streptococus lactic. Về sau
các nhà khoa học liên tiếp phân lập ñược nhiều loại vi khuẩn lactic khác nhau. Từ
ñó công nghiệp lên men sản xuất axit lactic ñược hình thành từ năm 1881 [1], [3].
Ngày nay, việc sản xuất và tiêu thụ axit lactic trên thế giới khá nhiều. Vì axit
lactic ñược lên men từ nhiều nguyên liệu khác nhau, chủ yếu là những nguyên liệu
có chứa tinh bột, ñường và nguyên liệu có khả năng chuyển hóa thành ñường. Hơn
nữa, ña số các loại nguyên liệu này thường là phế phẩm trong nhiều ngành công
nghiệp như rỉ ñường, rơm rạ… [16], [25], [28], [36].
1.1.2. Cấu tạo của axit lactic
Công thức phân tử: C3H6O3, khối lượng phân tử là 90,08; tỉ trọng 1,21;
nhiệt ñộ sôi 122oC; ñiểm tan 18oC [1]. Axit lactic là hỗn hợp của 2 dạng ñồng phân
D-axit lactic và L-axit lactic:
D-axit lactic L-axit lactic
Hình 1.1. Hai dạng ñồng phân của axit lactic [52].
-6-
Axit lactic là axit hữu cơ không màu, có mùi nhẹ, tan trong nước và trong
cồn. Trong cấu tạo phân tử của chúng có một cacbon bất ñối xứng nên chúng có
hai ñồng phân quang học: D-axit lactic và L-axit lactic. Hai ñồng phân quang học
này có tính chất hóa lý giống nhau, chỉ khác nhau khả năng làm quay mặt phẳng
phân cực ánh sáng, một quay sang phải và một quay sang trái. Do ñó tính chất sinh
học của chúng hoàn toàn khác nhau.
Loại L-axit lactic ở dạng tinh thể không màu. Chúng có khả năng tan trong
nước, tan trong cồn etylic, tan trong eter, không tan trong CHCl3. Nhiệt ñộ nóng
chảy là 28oC, góc quay cực ở 15oC là 2,67o.
Loại D-axit lactic là dạng tinh thể, tan trong nước, tan trong cồn. Nhiệt ñộ
nóng chảy là 28oC, nhiệt ñộ sôi 103oC, góc quay ở 15o là -2,26o.
Nếu D-axit lactic và L-axit lactic có trong hỗn hợp theo tỉ lệ 50:50, người ta
gọi là hỗn hợp raxemic. Hỗn hợp này ñược kí hiệu là DL-axit lactic. Trong quá
trình lên men không có một hỗn hợp lý tưởng này mà chỉ có ñược hỗn hợp này khi
tiến hành tổng hợp hữu cơ. DL-axit lactic là dịch lỏng dạng sino, có khả năng tan
trong nước, trong cồn, không tan trong CHCl3, nhiệt ñộ nóng chảy của chúng là
16,8oC, nhiệt ñộ sôi là 122oC [1], [3].
1.1.3. Cơ sở của qúa trình lên men axit lactic
Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình lên men lactic là những phản
ứng chuyển hydro và ñiện tử. Các enzyme xúc tác quá trình tách nguyên tử hydro
khỏi cơ chất là các enzyme oxy hóa – khử (dehydrogenase, oxydase…) chủ yếu từ
vi sinh vật. Như vậy, lên men là quá trình oxy hóa - khử sinh học ñể thu năng lượng
và các hợp chất trung gian. Tùy thuộc vào các sản phẩm tạo thành mà quá trình lên
men lactic ñược chia thành 2 loại: lên men lactic ñồng hình và lên men lactic dị
hình [8], [11].
Lên men lactic ñồng hình, thực tế chỉ xuất hiện axit lactic, còn trong lên men
dị hình các sản phẩm cuối cùng khá ña dạng: axit lactic, etanol, axit axetic và CO2.
Chỉ có lên men lactic ñồng hình là có ý nghĩa về mặt công nghiệp.
-7-
Các vi khuẩn lactic ñồng hình phân giải glucose theo con ñường EMP [3].
Tùy thuộc vào tính chuyển hóa không gian của men xúc tác cho phản ứng tạo axit
lactic, lactac dehdrogenase, và tùy vào sự tồn tại của men lactate-racemase mà có
thể xuất hiện các dạng decacboxyl hóa và chuyển thành axit axetic, etanol và CO2
cũng như tạo thành axeton. Mức ñộ tạo thành sản phẩm này phụ thuộc vào sự có
mặt của oxi.
Sự hình thành nên axit lactic trải qua hàng loạt giai ñoạn trung gian với sự
tham gia của các enzyme tương ứng. Các phản ứng chuyển hóa glucose theo con
ñường EMP ñược chia làm 2 giai ñoạn:
- Giai ñoạn ñầu ñược gọi là giai ñoạn ñầu tư năng lượng, gồm 5 phản ứng
ñầu tiên. Ở giai ñoạn này, ñường ñược hoạt hóa bởi sự photphoril hóa. Phản ứng
này tạo ra 1 mol ñường 6 cacbon ñã ñược photphoril hóa, fructozo – 1,6 –
diphotphat. Đường này sau ñó ñược cắt thành 2 mol trizophotphat. Hai mol
trizophotphat ñược hình thành từ 1 mol glucose sau 2 lần photphoril hóa mức ñộ
cơ chất tạo thành 4 mol ATP.
- Giai ñoạn thứ hai, là giai ñoạn phát sinh năng lượng. Giai ñoạn này gồm
những phản ứng còn lại. Ở giai ñoạn này, các trizophotphat sẽ ñược hoạt hóa tiếp
ñể tạo thành hai hợp chất chứa các liên kết photphat cao năng 1,3-
diphotphoglycerat và photpho enolpiruvat. Cả hai hợp chất này ñược coi như hợp
chất siêu cao năng lượng. Hai chất này sẽ chuyển photpho cao năng cho ADP ñể
tạo thành ATP. Quá trình này ñược gọi là photphoril hóa ở mức cơ chất.
Lượng axit lactic tạo thành chiếm hơn 90%. Chỉ một lượng nhỏ pyruvat bị
khử cacbon ñể chuyển thành axit lactic, etanol, CO2 và axeton [1], [3].
Phương trình phản ứng tạo axit lactic: C6H12O6 = 2CH3CHOHCOOH
+225cal. Sự lên men lactic ñồng hình ñược biểu diễn theo sơ ñồ 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 ñồng hình nhờ các phản ứng theo con ñường EMP [3].
Các vi khuẩn lactic dị hình thiếu các enzyme chủ yếu của con ñường EMP,
do bị ñột biến một hoặc nhiều hơn một enzyme của con ñường này, ñó là aldolase
và trizophotphatizomerase.
-9-
Hình 1.3. Lên men axit lactic dị hình theo các phản ứng của con ñường PP [4].
Trong sự lên men lactic dị hình, nhiều sản phẩm khác nhau ñược tạo thành. Các
tác nhân gây lên men lactic dị hình là Lactobacillus brevis, Leuconostoc mensenteroides.
- 10 -
Sự lên men lactic dị hình xảy ra khi vi khuẩn gây lên men thiếu enzyme cơ bản
của sự ñường phân là aldolase và trioso isomerase. Khi ñó, glucose ñược chuyển hoá
theo con ñường pentosophosphat từ glucoso 6 phosphat ñến xiluloso 5 phosphat. Sau ñó,
dưới tác dụng của enzyme pentosophosphat cetolase mà xiluloso 5 phosphat bị phân ly
tạo thành glyceraldehyd 3 phosphat và acetyl phosphat. Acetyl phosphat có thể ñược
chuyển hoá tiếp tục thành ethanol hoặc axit axetic tuỳ theo hệ enzyme của từng vi sinh
vật. Còn glyceraldehyd 3 phosphat thì bị khử H2 ñể chuyển thành axit lactic giống như
trường hợp lên men lactic ñồng hình.
Sự lên men lactic dị hình ñược ứng dụng trong lên men thức ăn gia súc và muối
chua rau quả. Các vi khuẩn có khả năng gây lên men các ñường mono và disaccharid
(sau khi ñã thuỷ phân thành monosaccharid nhờ enzyme tƣơng ứng của vi khuẩn).
1.2. Tác nhân tổng hợp axit lactic
Vi sinh vật là tác nhân chủ yếu gây nên sự lên men. Trong tế bào vi sinh vật
có một hệ enzyme rất phức tạp. Tuy nhiên, không phải tất cả vi sinh vật ñều có khả
năng tổng hợp một phức hệ enzyme như nhau. Nhiều thí nghiệm nghiên cứu các
enzyme riêng biệt có nguồn gốc từ vi sinh vật chứng tỏ rằng ngay cả cùng một loài,
khác nhau về lượng enzyme tổng hợp ñược. Vì vậy, việc tuyển chọn chủng có hệ
enzyme ñặc trưng cho một sản xuất nào ñó luôn luôn liên quan tới việc khảo
nghiệm hàng chục, hàng trăm loài vi sinh vật khác nhau. Để có ñược chủng ứng
dụng cho từng sản xuất riêng là vấn ñề khó khăn, phức tạp và lâu dài [1].
1.2.1. Phân loại vi khuẩn lactic
Theo khóa phân loại Bergey, nhóm vi khuẩn lactic thuộc:
Giới: Bateria
Ngành: Firmicutes
Lớp: Bacilli
Bộ: Lactobacillates
Họ: Lactobacillaceae & Streptococcaceae…
Vi khuẩn lactac có chung các ñiểm như: bắt màu gram (+), không di ñộng,
không tạo bào tử (dù vậy, ngày nay người ta tìm thấy một số vi khuẩn sinh axit
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
HỒ THỊ HẢO
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÊN MEN
AXIT LACTIC TỪ TINH BỘT HẠT MÍT
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng – Năm 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
HỒ THỊ HẢO
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÊN MEN
AXIT LACTIC TỪ TINH BỘT HẠT MÍT
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG
Mã số: 60 54 02
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Đà Nẵng - Năm 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
HỒ THỊ HẢO
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÊN MEN AXIT LACTIC
TỪ TINH BỘT HẠT MÍT
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm và ñồ uống
Mã số: 60 54 02
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng - Năm 2011
Công trình ñược hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Phản biện 1: PSG.TS. TRẦN THỊ XÔ
Phản biện 2: PGS.TS. PHẠM NGỌC ANH
Luận văn ñược bảo vệ trước hội ñồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật họp tại Đại Học Đà Nẵng vào ngày 23
tháng 4 năm 2011.
* Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng.
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
Tên bảng Trang
bảng
1.1 Hình thái và kiểu lên men lactic của một số vi khuẩn lactic 11
1.2 Thành phần hóa học của hạt mít 21
2.1 Thành phần môi trường lên men axit lactic 28
2.2 Thành phần môi trường MRS Agar 29
3.1 Ảnh hưởng của nồng ñộ xút ñến quá trình tách lớp vỏ nâu ở 31
hạt mít
3.2 Hàm lượng tinh bột của hạt mít 33
3.3 Kết quả ño OD của dịch kiểm chứng và mẫu thí nghiệm 34
3.4 Hàm lượng ñường khử tạo thành sau quá trình thủy phân 38
3.5 Hiệu suất lên men theo nồng ñộ dịch ñường 48
3.6 Các ñiều kiện thí nghiệm TYT 22 51
3.7 Kết quả thí nghiệm theo thực nghiệm TYT 22 52
3.8 Bảng giá trị tính phương sai dư 55
3.9 Kết quả tính bước chuyển ñộng δ j của các yếu tố 56
3.10 Kết quả thực nghiệm tối ưu hóa theo ñường lên dốc 57
DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
Tên hình Trang
hình
1.1 Hai dạng ñồng phân của axit lactic 5
1.2 Lên men axit lactic ñồng hình nhờ các phản ứng theo con ñường 8
EMP
1.3 Lên men axit lactic dị hình theo các phản ứng của con ñường 9
PP
1.4 Lactobacillus casei 12
1.5 Lactobacillus bulgaricus 13
1.6 Lactobacillus acidophilus 13
1.7 Streptococcus lactic 13
1.8 Thuốc Biolactyl 15
1.9 Cây mít 20
1.10 Hạt mít 20
1.11 Hình chụp phân tử tinh bột hạt mít 22
2.1 Máy so màu hiệu JENWAY 6305 23
2.2 Tủ sấy nguyên liệu 23
3.1 Bột hạt mít thu nhận 33
3.2 Khuẩn lạc L.casei sau khi hoạt hóa 36
3.3 Đường chuẩn glucoza 37
3.4 Dịch ñường sau thủy phân 39
3.5 Dịch ñường ñã khảo sát nồng ñộ trước lúc lên men 40
3.6 Các khuẩn lạc Lactobacillus casei ở các mức pha loãng 10-3 42
3.7 Đường cong biểu diễn mật ñộ tế bào ở các mức pha loãng 42
khác nhau
3.8 Dịch ñường ñã chuẩn bị trước lúc lên men 43
3.9 Quá trình lên men lactic 44
3.10 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hàm lượng axit lactic tạo thành 45
3.11 Ảnh hưởng của tỷ lệ giống ñến lượng axit lactic tạo thành 46
3.12 Ảnh hưởng của nồng ñộ dịch ñường ñến hàm lượng axit lactic tạo 47
thành
3.13 Ảnh hưởng của thời gian lên men ñến hàm lượng axit lactic tạo 49
thành
3.14 Các mẫu dịch sau khi kết thúc quá trình lên men 50
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
EMP : Embden-Mayerhoff-Parnas
ATP : Adenosine Triphosphate
ADP : Adenosine Diphosphate
PP : Pentoza Phosphat
L.bulgaricus : Lactobacillus bulgaricus:
L. acidophilus : Lactobacillus acidophilus
Opt : Optimum
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Số liệu, kết quả báo cáo trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược
công bố ở bất cứ công trình nào khác.
Tác giả
Hồ Thị Hảo
-1-
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Axit lactic là axit hữu cơ không màu, có hương vị nhẹ. Axit lactic ñược hình
thành do quá trình lên men tự nhiên trong các sản phẩm như phomai, sữa chua,
nước tương, bột chua, sản phẩm từ thịt, rau muối chua… Axit lactic ñược dùng sản
xuất trong một số thực phẩm như các sản phẩm bánh, ñồ uống, các sản phẩm từ
sữa, thịt, xà lách...Trong các sản phẩm thực phẩm ñồ uống, axit lactic ñược sử dụng
ñể ñiều chỉnh ñộ pH hoặc như một chất bảo quản [27], [30].
Trong công nghiệp nhẹ, axit lactic là dung môi cho công nghiệp sản xuất sơn,
vecni, nhuộm và thuộc da. Trong công nghiệp rượu, axit lactic ñược dùng dưới
dạng muối của canxi. Đặc biệt là gần ñây, các nhà khoa học trên thế giới ñã nghiên
cứu tổng hợp nhựa axit polylactic (PLA) – một loại nhựa sinh học từ axit lactic.
PLA là sự lựa chọn thích hợp thay cho nhựa có nguồn gốc từ dầu mỏ, vì nó vừa có
thể phân huỷ ñược, vừa ít ñộc tính ñối với con người. PLA ñược sử dụng làm
nguyên liệu sản xuất bao bì phân bón, thực phẩm và các loại bát, ñĩa dùng một lần.
Đặc biệt trong y học và dược học, kết hợp với sự phát triển của công nghệ sinh học
và di truyền, axit lactic ñược nghiên cứu nhằm sản xuất phục vụ những nhu cầu
thiết yếu về sức khỏe của con người. Trong phẫu thuật chỉnh hình, các hợp chất cao
phân tử tổng hợp từ axit lactic và những dẫn xuất của nó là những chất liệu cấy
ghép sinh học thích hợp và hiệu quả cao. Canxi lactat là loại dược phẩm nhằm bổ
sung canxi dưới dạng dễ hấp thu cho cơ thể. Sắt lactat ñược sử dụng ñể chữa bệnh thiếu
máu…[16], [28], [37].
Axit lactic ñược sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như rỉ ñường,
củ cải ñường, nước mía, tinh bột... Nhằm ñể hạ chi phí sản xuất axit lactic, ngày
nay ñang có rất nhiều nghiên cứu thay thế nguồn cacbon và nitơ ñắt tiền trong môi
trường lên men bằng các nguyên vật liệu rẻ tiền hơn. Trong ñó, tập trung chủ yếu
-2-
vào việc tận dụng các phế phẩm nông nghiệp như bã mía, bã ngô, lõi ngô, cám mỳ,
rơm rạ, rỉ ñường...[16],[23],[28],[36].
Mít là loại trái cây nhiệt ñới có giá trị. Quả mít ñã ñược sử dụng ñể ăn tươi từ
lâu ñời. Trong những năm gần ñây mít ñược sử dụng rất nhiều trong các ngành chế
biến thực phẩm ñể tạo ra các sản phẩm khác nhau như: mứt mít, mít sấy, sản xuất
bánh kẹo,…Hạt mít ở trong quả mít chiếm trung bình từ 10 – 15% trọng lượng trái,
ngoài ra trong hạt mít chứa một hàm lượng khá lớn tinh bột và protein. Mặc dù
khối lượng nhiều nhưng nó chỉ ñược coi là phế phụ phẩm và thường bị loại bỏ
trong quá trình sử dụng, sản xuất và gây khó khăn cho việc xử lý rác thải ô nhiễm
môi trường. Chúng ta ñã biết sử dụng hạt mít ñể chế biến một số món ăn nhỏ tuy
nhiên sự hiểu biết về các thành phần dinh dưỡng còn hạn chế [35].
Quá trình nghiên cứu xác ñịnh thành phần dinh dưỡng của hạt mít ñã ñược
khảo sát trong thời gian gần ñây, trong hạt mít có chứa tới 77,76% tinh bột và là
một nguồn nguyên liệu rẻ tiền, sẵn có [38], [43]. Thủy phân tinh bột từ hạt mít ñể
lên men sản xuất cồn và axit lactic là một hướng mới nhưng chưa ñược nghiên cứu nhiều.
Việc tận dụng ñược nguồn phụ phẩm rẻ tiền, dễ kiếm, cũng như nhằm hạn
chế lượng chất thải trong quá trình chế biến, chống ô nhiễm môi trường là một
thiên hướng lớn ñối với các nhà nghiên cứu. Trong công nghệ sản xuất axit lactic,
việc sử dụng các nguồn nguyên liệu như ñường, rỉ ñường, nước mía ép, củ cải
ñường, tinh bột…ñã ñược nghiên cứu nhiều nhưng hiện nay việc sử dụng tinh bột
hạt mít ñể sản xuất axit lactic thì chưa thấy công bố.
Ở nước ta, việc sử dụng axit lactic trong công nghệ thực phẩm và phi thực
phẩm khá nhiều nhưng chủ yếu là thu mua từ nước ngoài với giá thành cao.
Nghiên cứu quá trình thủy phân tinh bột hạt mít (một nguồn phế phẩm công nghiệp
khổng lồ và rẻ tiền) ñể làm nguyên liệu trong công nghệ lên men lactic nhằm hạ giá
thành cho sản phẩm axit lactic là thật sự có ý nghĩa không chỉ về mặt kinh tế mà
còn có ý nghĩa rất lớn về bảo vệ môi trường sống của chúng ta.
Chính vì những thực tế trên, chúng tôi mạnh dạn chọn ñề tài “Nghiên cứu quá
trình lên men axit lactic từ tinh bột hạt mít” là một việc làm cấp thiết hiện nay.
-3-
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Sử dụng hạt mít làm nguyên liệu chính ñể tiến hành thủy phân thu nhận dịch lên men.
- Xác ñịnh các thông số công nghệ tốt nhất như nồng ñộ dịch ñường, nhiệt
ñộ lên men, thời gian lên men, pH lên men cho quá trình lên men axit lactic bằng
cách sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa nhằm thu ñược
hàm lượng axit lactic sau lên men là cao nhất.
- Đề xuất ñược quy trình lên men axit lactic từ tinh bột hạt mít.
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
- Sử dụng hạt mít làm nguồn nguyên liệu chính ñể tiến hành thủy phân thu
nhận dịch ñường.
- Sử dụng chế phẩm enzyme α-amylaza do hãng Novozymes – Đan Mạch sản
xuất và chế phẩm γ-amylaza của Genencor Bio-products Co.Ltd, China sản xuất.
- Sử dụng chủng vi khuẩn Lactobacillus casei ñể lên men dịch sau thủy phân.
4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Sử dụng hạt mít ñược thu mua tại các ñầu mối nguyên liệu của Công ty cổ
phần Vinamit trên Daklak.
- Lên men axit lactic từ dịch thủy phân từ tinh bột hạt mít.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp lấy mẫu, chuẩn bị mẫu và bảo quản mẫu.
- Phương pháp hóa lý
- Phương pháp hóa học
- Phương pháp hóa sinh
- Phương pháp vi sinh vật
- Phương pháp toán học
6. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
- Phân tích và xác ñịnh hàm lượng tinh bột của hạt mít, thành phần dịch lên
men và xác ñịnh hàm lượng axit lactic bằng các phương pháp hóa học.
- Thực hiện lên men axit lactic trên môi trường lỏng.
-4-
- Tối ưu hóa các ñiều kiện lên men bằng phương pháp quy hoạch thực
nghiệm và phương pháp tối ưu nhằm thu ñược hàm lượng axit lactic là cao nhất.
7. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
- Tận dụng lượng phế phụ phẩm trong quá trình chế biến các sản phẩm từ
quả mít ñể tạo ra nguồn nguyên liệu chính ñể sản xuất axit lactic.
- Giải quyết ñược vấn ñề ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe cộng ñồng,
nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất.
- Tăng nguồn thu nhập cho người trồng mít
- Giảm lượng axit lactic ngoại nhập, chủ ñộng sản xuất, tiết kiệm ngoại tệ.
8. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
Ngoài phần mở ñầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, trong
luận văn gồm có các chương sau:
+ Chương 1: Tổng quan.
+ Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu.
+ Chương 3: Kết quả và thảo luận.
-5-
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về axit lactic
1.1.1. Lịch sử lên men lactic
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa kỵ khí ñường tạo thành axit lactic ñã
ñược biết và sử dụng từ lâu ñời trong dân gian như: lên men chua rau quả, làm sữa chua…
Năm 1780 nhà bác học Thụy Điển Shale lần ñầu tiên ñã tách ñược axit lactic
từ sữa bò lên men chua. Năm 1857 Pasteur ñã chứng minh ñược sự lên men chua
sữa là do nhóm vi khuẩn lactic. Năm 1878 Lister phân lập thành công vi khuẩn
lactic ñầu tiên và ñặt tên là Bacterium lactis, nay gọi là Streptococus lactic. Về sau
các nhà khoa học liên tiếp phân lập ñược nhiều loại vi khuẩn lactic khác nhau. Từ
ñó công nghiệp lên men sản xuất axit lactic ñược hình thành từ năm 1881 [1], [3].
Ngày nay, việc sản xuất và tiêu thụ axit lactic trên thế giới khá nhiều. Vì axit
lactic ñược lên men từ nhiều nguyên liệu khác nhau, chủ yếu là những nguyên liệu
có chứa tinh bột, ñường và nguyên liệu có khả năng chuyển hóa thành ñường. Hơn
nữa, ña số các loại nguyên liệu này thường là phế phẩm trong nhiều ngành công
nghiệp như rỉ ñường, rơm rạ… [16], [25], [28], [36].
1.1.2. Cấu tạo của axit lactic
Công thức phân tử: C3H6O3, khối lượng phân tử là 90,08; tỉ trọng 1,21;
nhiệt ñộ sôi 122oC; ñiểm tan 18oC [1]. Axit lactic là hỗn hợp của 2 dạng ñồng phân
D-axit lactic và L-axit lactic:
D-axit lactic L-axit lactic
Hình 1.1. Hai dạng ñồng phân của axit lactic [52].
-6-
Axit lactic là axit hữu cơ không màu, có mùi nhẹ, tan trong nước và trong
cồn. Trong cấu tạo phân tử của chúng có một cacbon bất ñối xứng nên chúng có
hai ñồng phân quang học: D-axit lactic và L-axit lactic. Hai ñồng phân quang học
này có tính chất hóa lý giống nhau, chỉ khác nhau khả năng làm quay mặt phẳng
phân cực ánh sáng, một quay sang phải và một quay sang trái. Do ñó tính chất sinh
học của chúng hoàn toàn khác nhau.
Loại L-axit lactic ở dạng tinh thể không màu. Chúng có khả năng tan trong
nước, tan trong cồn etylic, tan trong eter, không tan trong CHCl3. Nhiệt ñộ nóng
chảy là 28oC, góc quay cực ở 15oC là 2,67o.
Loại D-axit lactic là dạng tinh thể, tan trong nước, tan trong cồn. Nhiệt ñộ
nóng chảy là 28oC, nhiệt ñộ sôi 103oC, góc quay ở 15o là -2,26o.
Nếu D-axit lactic và L-axit lactic có trong hỗn hợp theo tỉ lệ 50:50, người ta
gọi là hỗn hợp raxemic. Hỗn hợp này ñược kí hiệu là DL-axit lactic. Trong quá
trình lên men không có một hỗn hợp lý tưởng này mà chỉ có ñược hỗn hợp này khi
tiến hành tổng hợp hữu cơ. DL-axit lactic là dịch lỏng dạng sino, có khả năng tan
trong nước, trong cồn, không tan trong CHCl3, nhiệt ñộ nóng chảy của chúng là
16,8oC, nhiệt ñộ sôi là 122oC [1], [3].
1.1.3. Cơ sở của qúa trình lên men axit lactic
Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình lên men lactic là những phản
ứng chuyển hydro và ñiện tử. Các enzyme xúc tác quá trình tách nguyên tử hydro
khỏi cơ chất là các enzyme oxy hóa – khử (dehydrogenase, oxydase…) chủ yếu từ
vi sinh vật. Như vậy, lên men là quá trình oxy hóa - khử sinh học ñể thu năng lượng
và các hợp chất trung gian. Tùy thuộc vào các sản phẩm tạo thành mà quá trình lên
men lactic ñược chia thành 2 loại: lên men lactic ñồng hình và lên men lactic dị
hình [8], [11].
Lên men lactic ñồng hình, thực tế chỉ xuất hiện axit lactic, còn trong lên men
dị hình các sản phẩm cuối cùng khá ña dạng: axit lactic, etanol, axit axetic và CO2.
Chỉ có lên men lactic ñồng hình là có ý nghĩa về mặt công nghiệp.
-7-
Các vi khuẩn lactic ñồng hình phân giải glucose theo con ñường EMP [3].
Tùy thuộc vào tính chuyển hóa không gian của men xúc tác cho phản ứng tạo axit
lactic, lactac dehdrogenase, và tùy vào sự tồn tại của men lactate-racemase mà có
thể xuất hiện các dạng decacboxyl hóa và chuyển thành axit axetic, etanol và CO2
cũng như tạo thành axeton. Mức ñộ tạo thành sản phẩm này phụ thuộc vào sự có
mặt của oxi.
Sự hình thành nên axit lactic trải qua hàng loạt giai ñoạn trung gian với sự
tham gia của các enzyme tương ứng. Các phản ứng chuyển hóa glucose theo con
ñường EMP ñược chia làm 2 giai ñoạn:
- Giai ñoạn ñầu ñược gọi là giai ñoạn ñầu tư năng lượng, gồm 5 phản ứng
ñầu tiên. Ở giai ñoạn này, ñường ñược hoạt hóa bởi sự photphoril hóa. Phản ứng
này tạo ra 1 mol ñường 6 cacbon ñã ñược photphoril hóa, fructozo – 1,6 –
diphotphat. Đường này sau ñó ñược cắt thành 2 mol trizophotphat. Hai mol
trizophotphat ñược hình thành từ 1 mol glucose sau 2 lần photphoril hóa mức ñộ
cơ chất tạo thành 4 mol ATP.
- Giai ñoạn thứ hai, là giai ñoạn phát sinh năng lượng. Giai ñoạn này gồm
những phản ứng còn lại. Ở giai ñoạn này, các trizophotphat sẽ ñược hoạt hóa tiếp
ñể tạo thành hai hợp chất chứa các liên kết photphat cao năng 1,3-
diphotphoglycerat và photpho enolpiruvat. Cả hai hợp chất này ñược coi như hợp
chất siêu cao năng lượng. Hai chất này sẽ chuyển photpho cao năng cho ADP ñể
tạo thành ATP. Quá trình này ñược gọi là photphoril hóa ở mức cơ chất.
Lượng axit lactic tạo thành chiếm hơn 90%. Chỉ một lượng nhỏ pyruvat bị
khử cacbon ñể chuyển thành axit lactic, etanol, CO2 và axeton [1], [3].
Phương trình phản ứng tạo axit lactic: C6H12O6 = 2CH3CHOHCOOH
+225cal. Sự lên men lactic ñồng hình ñược biểu diễn theo sơ ñồ 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 ñồng hình nhờ các phản ứng theo con ñường EMP [3].
Các vi khuẩn lactic dị hình thiếu các enzyme chủ yếu của con ñường EMP,
do bị ñột biến một hoặc nhiều hơn một enzyme của con ñường này, ñó là aldolase
và trizophotphatizomerase.
-9-
Hình 1.3. Lên men axit lactic dị hình theo các phản ứng của con ñường PP [4].
Trong sự lên men lactic dị hình, nhiều sản phẩm khác nhau ñược tạo thành. Các
tác nhân gây lên men lactic dị hình là Lactobacillus brevis, Leuconostoc mensenteroides.
- 10 -
Sự lên men lactic dị hình xảy ra khi vi khuẩn gây lên men thiếu enzyme cơ bản
của sự ñường phân là aldolase và trioso isomerase. Khi ñó, glucose ñược chuyển hoá
theo con ñường pentosophosphat từ glucoso 6 phosphat ñến xiluloso 5 phosphat. Sau ñó,
dưới tác dụng của enzyme pentosophosphat cetolase mà xiluloso 5 phosphat bị phân ly
tạo thành glyceraldehyd 3 phosphat và acetyl phosphat. Acetyl phosphat có thể ñược
chuyển hoá tiếp tục thành ethanol hoặc axit axetic tuỳ theo hệ enzyme của từng vi sinh
vật. Còn glyceraldehyd 3 phosphat thì bị khử H2 ñể chuyển thành axit lactic giống như
trường hợp lên men lactic ñồng hình.
Sự lên men lactic dị hình ñược ứng dụng trong lên men thức ăn gia súc và muối
chua rau quả. Các vi khuẩn có khả năng gây lên men các ñường mono và disaccharid
(sau khi ñã thuỷ phân thành monosaccharid nhờ enzyme tƣơng ứng của vi khuẩn).
1.2. Tác nhân tổng hợp axit lactic
Vi sinh vật là tác nhân chủ yếu gây nên sự lên men. Trong tế bào vi sinh vật
có một hệ enzyme rất phức tạp. Tuy nhiên, không phải tất cả vi sinh vật ñều có khả
năng tổng hợp một phức hệ enzyme như nhau. Nhiều thí nghiệm nghiên cứu các
enzyme riêng biệt có nguồn gốc từ vi sinh vật chứng tỏ rằng ngay cả cùng một loài,
khác nhau về lượng enzyme tổng hợp ñược. Vì vậy, việc tuyển chọn chủng có hệ
enzyme ñặc trưng cho một sản xuất nào ñó luôn luôn liên quan tới việc khảo
nghiệm hàng chục, hàng trăm loài vi sinh vật khác nhau. Để có ñược chủng ứng
dụng cho từng sản xuất riêng là vấn ñề khó khăn, phức tạp và lâu dài [1].
1.2.1. Phân loại vi khuẩn lactic
Theo khóa phân loại Bergey, nhóm vi khuẩn lactic thuộc:
Giới: Bateria
Ngành: Firmicutes
Lớp: Bacilli
Bộ: Lactobacillates
Họ: Lactobacillaceae & Streptococcaceae…
Vi khuẩn lactac có chung các ñiểm như: bắt màu gram (+), không di ñộng,
không tạo bào tử (dù vậy, ngày nay người ta tìm thấy một số vi khuẩn sinh axit