CÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN
1. Lên men lactic.
1.1. Vi khuẩn lactic.
Nhóm vi khuẩn lactic rất đa dạng gồm nhiều giống rất khác nhau, tế bào của chúng có
thề là hình cầu, hình que, phân biệt chúng về khả năng lên men đồng hình hay dị hình.
Lên men đồng hình thực tế chỉ xuất hiện axit lactic γ có ý nghĩa về mặt công nghiệp.
Lên men dị hình các sản phẩm cuối cùng khá đa dạng axit lactic, etanol, axit acetic,
CO2.
Tất cả vi khuẩn lactic đều có đặc điểm chung là:
- Đó là những vi khuẩn Gram dương, nói chung là bất động, không sinh bào tử.
- Khả năng tổng hợp nhiều hợp chất cần cho sự sống của những vi khuẩn này rất yếu.
- Do đó, chúng là những vi khuẩn kỵ khí tùy nghi, vì hiếu khí, là loại có khả năng lên
men hiếu khí cũng như kỵ khí.
1.2. Cơ chế sinh hóa của quá trình lên men lactic.
Phương trình tóm tắt của quá trình lên men lactic:
C6H12O6 -> 2C3H5O3+136 Kj (32,4 Kcal).
1.3. Ứng dụng của lên men lactic
1.3.1 Sử dụng vi khuẩn để muối chua rau quả, ủ chua thức ăn gia súc (làm chín sinh học
các loại quả).
Đây là hình thức bảo quản thực phẩm bằng công nghệ lên men vi sinh vật. Quá trình
chuyển hóa sinh học trong khi muối rau quả có thể chia làm các giai đoạn:
a. Muối ăn (NaCl) có nồng độ 2,5 – 3% khi muối dưa sẽ làm cho môi trường ưu trương
đường và các chất từ tế bào rau quả một phần sẽ khuếch tán ra môi trường, do đó vi
khuẩn lactic cùng các vi sinh vật khác cùng phát triển.
b. Do vi khuẩn lactic phát triển mạnh, nên pH môi trường giảm xuống 3 – 3,5, làm ức
chế các vi khuẩn khác, chỉ còn vi khuẩn lactic phát triển, chúng chiếm ưu thế tuyệt đối,
rau quả trở nên chua, ngon.
Đây là giai đoạn quyết định, nếu không tạo được ưu thế của vi khuẩn lactic, thì các vi
khuẩn khác sẽ phát triển làm rau, dưa khú bởi các nguyên nhân sau:
- Rau quả rửa không kỹ, làm dập nát, có nhiều tạp khuẩn.
- Cho muối không đúng 2,5 – 3% (nếu quá 5 – 6% sẽ ức chế cả vi khuẩn lactic, nếu dưới
môi trường có phản ứng axit) dưới tác dụng của men focmiat hidrogenliaza:
HCOOH H2 +CO2
Các chi vi khuẩn đường ruột có khả năng lên men focmic có hình thái rất giống nhau. Đó
là những trực khuẩn Gram âm, chu mao, di động mạnh, không sinh bào tử, kỵ khí không
bắt buộc, có thể phát triển được cả trên những môi trường đơn giản không chứa đạm
hữu cơ.
Sản phẩm của quá trình lên men focmic bao gồm rất nhiều loại khác nhau: axit focmic,
axit acetic, axit xucxinic, axit lactic, etanol, glixerin, axetoin (axetyl metylcacbinol) 2,3 –
butadiol, CO2 và H2. Tùy từng loại vi khuẩn đường ruột mà các sản phẩm lên men có thể
khác nhau rất nhiều.
3. Lên men butiric và lên men axeton – butanol.
Axit butiric, butanol, axeton, izopropanol và một số loại rượu, axit hữu cơ khác là sản
phẩm của quá trình lên men hidratcacbon thực hiện bởi một nhóm vi khuẩn kí khí sinh
bào tử thuộc chi Clostridium. Quá trình lên men tạo axit butiric và một số sản phẩm khác
được gọi là quá trình lên men butiric.
Chi Clostridium bao gốm các vi khuẩn G+, có khả năng di động nhờ các tiên mao mọc
khắp quanh cơ thể, tế bào dinh dưỡng hình que nhưng vì bào tử có kích thước lớn hơn
chiều ngang của tế bào dinh dưỡng nên khi mang bào tử tế bào sẽ có dạng hình thoi hay
hình dùi trống. Đa số các loài Clostridium là kỵ khí bắt buộc, chỉ có một số ít loài (như C.
pectinovorum, C. histolyticum ) là kỵ khí không bắt buộc.
Một số loài Clostridium (điển hình nhất là C. pasteurianum) có khả năng cố định nitrogen
không khí. Chúng có mặt ở hầu hết các mẫu đất (kể cả những đất có độ pH khá thấp) và
có ý nghĩa rất tích cực đối với việc làm năng cao dự trữ đạm của đất.
Quá trình lên men butiric và lên men axeton – butiric từ lâu đã được ứng dụng rộng rãi
trong công nghiệp. Axit butiric sử dụng trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo, nước giải
khát, chất thơm, công nghiệp thuộc da Axeton là dung môi quan trọng được sử dụng
nhiều trong các ngành sàn xuất thuốc nổ, chất dẻo, tinh luyện dầu hỏa, chiết rút dầu
thực vật, xử lý phim ảnh, chế tạo chất thơm Axeton còn được dùng nhiều trong phân
tích hóa học trong nghiên cứu khoa học. Butanol cũng là một dung môi rất phổ biến để
hòa tan chất sơn, chất màu, chất bèo, nhựa, sáp Butalnol còn là nguyên liệu để tổng