- Posts:
- 7
- Group:
- Members
- Member
- #94
- Joined:
- Feb 13, 2011
|
II.Nội dung
1. Tổng quan về công nghệ thực phẩm 1.1. Khái niệm chung:
Spoiler: click to toggle -Công nghệ sinh học là một ngành khoa học đang rất được quan tâm và phát triển hiện nay trên thế giới. Nó là một thanh công cụ có thể áp dụng cho nhiều ngành kinh tế như sản xuất lương thực thực phẩm, chăn nuôi thú y và công nghiệp dược và công nghiệp hóa học, chuyển hóa sinh khối thành năng lượng, xử lý số liệu và phế liệu công nông nghiệp, phòng chống ô nhiễm và vệ sinh môi trường… -Công nghệ sinh học ứng dụng rất rộng rãi trong lĩnh vực thực phẩm và dinh dưỡng để tạo ra sự đa dạng sản phẩm thực phẩm mà chúng ta gọi chung là ngành công nghệ sinh học thực phẩm. -Công nghệ sinh học thực phẩm là ngành ứng dụng sinh học trong sản xuất thực phẩm để tạo ra đa dạng, chất lượng, số lượng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Cụ thể là sự tiến hóa của các của các kỹ thuật nông nghiệp truyền thống như lai chéo, lên men cũng như là sử dụng phương pháp của di truyền hiện đại nhằm cải thiện những tính trạng có lợi cho cây trồng, động vật, VSV sản xuất trong thực phẩm, nó bao gồm việc thêm vào hay loại bỏ gen để tạo ra các tính trạng mong muốn. -Công nghệ sinh học thực phẩm rất phát triển trên thế giới. đặc biệt là Hoa Kì với kỹ thuật di truyền hiện đại, lai tạo giống…đạt được khá nhiều thành tựu như là các thực phẩm chuyển gen (đậu nành, bắp BT..) với chất lượng cũng như số lượng cao, có khả năng chống chịu cao. -Công nghệ sinh học ở VN cũng đang từng bước phát triển, tuy còn gặp nhiều khó khăn về công nghệ cũng như là tài chính nhưng chúng ta cũng đạt được một số thành tựu (ngô chuyển gen tạo protein giàu sắt, dòng lúa chuyển gen kháng sâu đục thân…). Và trong ứng dụng truyền thống lên men khá phát triên và là truyền thống rất xưa của VN ta.
1.2.Phương pháp: 1.2.1Pp truyền thống :
Spoiler: click to toggle -Pp pháp truyền thống là pp sử dụng VSV lên men. -Quá trình sản xuất các sản phẩm sinh học (sinh khối, các sản phẩm chao đổi chất) từ VSV hoàn toàn khác với quá trình sản xuất các sản phẩm từ thực vật và động vật. Chính vì thế người ta dùng từ lên men (fermentation) để chỉ một quá trình sản xuất có đặc thù riêng. --Quá trình lên men là một quá trình hết sức phức tạp. Nó bao gồm từ quá trình tuyển chọn giống, nâng cao chất lượng giống, bảo quản giống, quá trình lên men, quá trình thu nhận và tinh chế sản phẩm. Mỗi loại sản phẩm ứng với mỗi VSV đặc trưng và quy trình giông nhau cả về nguyên lý và cách vận hành, khác nhau ở khâu giống và cách tinh chế. Ví dụ: Một số sản phẩm của quá trình lên men oPho mai oRượu oBia oBánh mì oAcid hữu cơ (lactic, axetic…) Sơ đồ nguyên lý quát trình cơ bản trong công nghệ VSV:  . 1.2.2 Pp hiện đại
Spoiler: click to toggle Nuôi cấy mô: Kỹ thuật di truyền: - Khái niệm: Kĩ thuật di truyền là kĩ thuật thao tác trên vật liệu di truyền dựa vào những hiểu biết về cấu trúc hoá học của các axit nuclêic và di truyền vi sinh vật. - Phương pháp được sử dụng phổ biến hiện nay là kĩ thuật cấy gen, tức là chuyển một đoạn ADN từ tế bào cho sang tế bào nhận bằng cách dùng plasmit làm thể truyền. Kĩ thuật cấy gen có 3 khâu chủ yếu: + Tách ADN nhiễm sắc thể của tế bào cho và tách plasmit ra khỏi tế bào. + Cắt và nối ADN của tế bào cho vào ADN plasmit ở những điểm xác định, tạo nên ADN tái tổ hợp. Thao tác cắt tách đoạn ADN được thực hiện nhờ enzim cắt (restrictaza). Các phân tử enzim này nhận ra và cắt đứt ADN ở những nuclêôtit xác định nhờ đó người ta có thể tách các gen mã hoá những prôtêin nhất định. Việc cắt đứt ADN vòng của plasmit cũng được thực hiện do enzim cắt còn việc ghép đoạn ADN của tế bào cho vào ADN plasmit thì do enzim nối (ligaza) đảm nhiệm. + Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận, tạo điều kiện cho gen đã ghép được biểu hiện. Plasmit mang ADN tái tổ hợp được chuyển vào tế bào nhận bằng nhiều phương pháp khác nhau. Vào tế bào nhận, nó tự nhân đôi, được truyền qua các thế hệ tế bào sau qua cơ chế phân bào và tổng hợp loại prôtêin đã mã hoá trong đoạn ADN được ghép. Tế bào nhận được dùng phổ biến là vi khuẩn đường ruột E.Coli. Tế bào E.Coli sau 30 phút lại tự nhân đôi. Sau 12 giờ, 1 tế bào ban đầu sẽ sinh ra 16 triệu tế bào, qua đó các plasmit trong chúng cũng được nhân lên rất nhanh và sản xuất ra một lượng lớn các chất tương ứng với các gen đã ghép vào plasmit. Trong kĩ thuật cấy gen người ta còn dùng thể thực khuẩn làm thể truyền. Nó gắn đoạn ADN của tế bào cho vào ADN của nó và trong khi xâm nhập vào tế bào nhận nó sẽ đem theo cả đoạn ADN này vào đó. Ứng dụng kĩ thuật di truyền -Kĩ thuật di truyền cho phép tạo ra các giống, chủng vi khuẩn có khả năng sản xuất trên quy mô lớn tạo ra nhiều loại sản phẩm sinh học có giá trị như axit amin, prôtêin, vitamin, enzim, hoocmôn, kháng sinh...làm giảm giá thành chi phí sản xuất tới hàng vạn lần. Đã có những thành tựu nổi bật như việc chuyển gen mã hóa hoocmôn Insulin ở người, hoocmôn sinh trưởng ở bò, chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ từ loài thuốc lá cảnh Petunia vào cây bông và cây đậu tương (1989), cấy gen quy định khả năng chống được một số chủng virut vào một giống khoai tây (1990). Mọi sinh vật được tạo ra bằng cách sử dụng các kỹ thuật này được coi là một biến đổi sinh vật biến đổi gen GMO (genetically modified organism) và từ đó tạo ra thực phẩm chuyển gen ( cà chua Flavr Sarv, bắp Bt…). Thực phẩm chuyển gen này kí hiệu GMF (genetically modified food). Ta có thể quan sát theo sơ đồ VD dưới đây:  Kỹ thuật di truyền 1.3. Ứng dụng trong thực phẩm:
Spoiler: click to toggle - Công nghệ sinh học thực phẩm có vai trò rất quan trọng trong thực phẩm, đây là ngành ứng dụng của sinh học trong công nghệ thực phẩm nói riêng. Công nghệ sinh học làm cho thực phẩm của chúng ta đa dạng cả về chất lượng cũng như là số lượng, đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao, càng nhiều của xã hội. Điển hình là thực phẩm chuyển gen với năng xuất và chất lượng cao. - Thực phẩm chuyển gen hay Thực phẩm biến đổi gen (GMF-genetically modified food) là thực phẩm mà bản thân chúng hoặc chế biến từ các cơ thể động, thực vật mang các gen tái tổ hợp được chuyển vào một cách nhân tạo nhằm phục vụ các lợi ích kinh tế.   Nhân dân Kenya đang xem kết quả thực nghiệm về cây ngô kháng sâu nhờ được chuyển gen Bt (gen diệt sâu của vi khuẩn Bacillus thuringiensis) Dân số thế giới đã tăng lên quá 6 tỷ người và dự kiến sẽ vượt quá 12 tỷ người sau 50 năm tới. Vấn đề cung cấp đủ lương thực, thực phẩm cho nhân loại là một vấn đề rất lớn. Trong các giải pháp được nhiều nước quan tâm đó là việc mở rộng việc nghiên cứu và triển khai các loại thực phẩm chuyển gen. Thực phẩm chuyển gen (GMF) là những thực phẩm được sinh ra hay chế biến từ các cơ thể chuyển gen (GMO- genetically modified organisms). Việc chuyển các gen có lợi vào cây trồng hay vật nuôi là một thành tựu vĩ đại của Kỹ thuật di truyền (genetic engineering). GMF xuất hiện từ thập kỷ 90 của thế kỷ trước với các cây thực phẩm như lúa mỳ, đậu tương, ngô, cà chua...  Trong khoảng thời gian 1996-2005 cây trồng chuyển gen đã được triển khai trên một diện tích rất rộng lớn – khoảng 900 000 km2, có tới 55% là ở Hoa Kỳ. Đến năm 2005 tại Brazil đã có 94 000km2 đậu tương chuyển gen được gieo trồng. Theo thống kê năm 2003 thì cây trồng chuyển gen chủ yếu được triển khai tại Hoa Kỳ (63%), Argentina (21%), Canada (6%), Brazil (4%), Trung Quốc (4%), Nam Phi (1%).Từ năm 2000 đã có 13 nước thực hiện việc triển khai cây trồng chuyển gen. Ngoài các nước nói trên còn có Australia, Bulgaria, Pháp, Đức, Mexico, Rumani, Tây Ban Nha và Uruguay.  Đặc biệt là ngô (Bt corn) mang gen Bt (chống sâu hại) được gieo trồng rất rộng rãi và thu được hiệu quả kinh tế cao hơn rõ rệt. Ngoài ra là đậu tương kháng được với thuốc trừ cỏ glyphosate nên được nông dân đỡ rất nhiều công sức trừ cỏ. Năm 2006 tại Mỹ 89% diện tích trồng đậu tương, 83% diện tích trồng bông và 61% diện tích trồng ngô là được trồng bởi các giống chuyển gen (GMO hay GMC-genetically modified cultures). Bông và ngô GMC ngoài khả năng chống sâu hại cũng còn có có thêm cả khả năng kháng thuốc trừ cỏ. Từ năm 1994 Công ty Calgene (Mỹ) đã đưa ra thị trường loại cà chua chuyển gen Flavr Savr. Mùa hè 1996 sốt cà chua chuyển gen Flavr Savr đã bắt đầu được bán ở Châu Âu.  Đậu tương kháng thuốc trừ cỏ được đưa vào thị trường từ 1996. Giống đậu tương này được trồng rộng rãi ở cả các nước như Argentina, Brazil, Nam Phi, Ấn Độ và Trung Quốc. Ngô kháng sâu hại cũng nhanh chống được trồng ở nhiều nước. Trong tương lai Chuối chuyển gen được coi như một loại nồi phản ứng sinh học (bioreactor) mang kháng nguyên để thay cho vaccine phòng chống bệnh viêm gan B do HBV... Chuyển gen để thay thế việc tiêm vaccin còn thực hiện thành công ở khoai tây và cà chua. Ngoài việc chuyển được vào cây trồng gen kháng sâu hại, gen kháng thuốc diệt cỏ người ta còn chuyển được cả gen đề kháng với một số bênh do virút, vi khuẩn và nấm gây ra ở cây trồng. Bên cạnh đó là việc chuyển gen chịu lạnh cho các cây lương thực, thực phẩm trồng ở các nước ôn đới, đặc biệt là cho thuốc lá và khoai tây, vốn là những cây ít chịu lạnh Cũng đã có những thành công trong việc chuyển gen kháng hạn và kháng mặn cho cây trồng. các nhà nghiên cứu ở Viện Công nghệ khoa học thực vật Thụy Sĩ đã thành công trong việc tạo ra giống lúa “vàng” chứa phong phú beta-caroten (vitamin A) và giống lúa này đã được Quỹ Rockefeller tài trợ để triển khai ở một số nước đang phát triển. Với giống lúa này người ta hy vọng se cứu được nhiều người trong số 500 000 người bị mù lòa trên thế giới hàng năm.  2.Tổng quan về acid hữu cơ thực phẩm 2.1.Khái niệm chung: -Acid hữu cơ là một loại hợp chất mà trong phân tử có chứa nhóm –COOH (nhóm cacboxyl). -Công thức tổng quát: R(COOH)n 2.2.Phương pháp và lý do chọn Pp VSV trong sản xuất acid hữu cơ. - Acid hữu cơ đang được sử dụng rộng rãi trong chế biến và bảo quản thực phẩm cũng như trong công nghệ vi sinh vật. Chính vì vậy mà hiện nay acid hữu cơ đang được nghiên cứu và sản xuất khá phổ biến. Để sản xuất acid hữu cơ người ta tiến hành bằng nhiều pp khác nhau như: •PP tổng hợp hóa học •PP tách chiết từ nguyên liệu thực vật •PP sinh tổng hợp nhờ VSV - Trong các pp này thì PP sản xuất acid hữu cơ từ VSV là PP sử dụng rất có ý nghĩa vì quá trình sản xuất nhanh, sử dụng nguyên liệu rẻ tiền và có thể tạo ra nhiều acid hữu cơ khác nhau. 2.3. Ứng dụng acid hữu cơ trong thực phẩm:
Spoiler: click to toggle Các axit hữu cơ được sử dụng trong bảo quản thực phẩm bởi vì các hiệu ứng của chúng về vi khuẩn. Nguyên tắc cơ bản quan trọng về phương thức hành động của các axit hữu cơ vi khuẩn là không phân ly (không ion hóa) axit hữu cơ có thể xâm nhập vào thành tế bào vi khuẩn và làm gián đoạn sinh lý bình thường của một số loại vi khuẩn mà chúng ta gọi pH-nhạy cảm, có nghĩa là rằng chúng không thể chịu đựng được một gradient nội bộ và bên ngoài rộng pH. Trong số những loài vi khuẩn Escherichia coli , Salmonella spp. C. perfringens , Listeria monocytogenes , và Campylobacter. Khi khuếch tán thụ động của các axit hữu cơ thành các vi khuẩn, nơi mà độ pH là gần hoặc trên trung lập, các axit sẽ tách và giảm vi khuẩn pH nội bộ, dẫn đến tình huống đó sẽ làm giảm hoặc ngừng sự phát triển của vi khuẩn. Mặt khác, phần anion của các axit hữu cơ không thể thoát khỏi các vi khuẩn trong mẫu phân ly của nó sẽ tích tụ trong các vi khuẩn và phá vỡ nhiều chức năng trao đổi chất, dẫn đến tăng áp suất thẩm thấu, không tương thích với sự tồn tại của vi khuẩn. Nó cũng đã được chứng minh rằng nhà nước của các axit hữu cơ (undissociated hoặc phân ly) là cực kỳ quan trọng để xác định năng lực của họ để ức chế sự phát triển của vi khuẩn, so với axit undissociated. Lactic acid và muối của nó lactate natri và kali lactate được sử dụng rộng rãi như là kháng sinh trong các sản phẩm thực phẩm, trong thịt, đặc biệt, gia cầm như thịt giăm bông và xúc xích. Tạo vị cho sản phẩm, chất làm lạnh (dấm). Điều chỉnh pH cho sản phẩm. Theo: http://en.wikipedia.org/wiki/Organic_acid 3. Kỹ thuật sản xuất acid hữu cơ thực phẩm từ Vi Sinh Vật 3.1. Axit Citric 3.1.1. Giới thiệu chung
Spoiler: click to toggle -Công thức phân tử: C6H8O7 -Công thức hóa học:  Axít citric là một axít hữu cơ yếu, và là một axít ba lần axít, là một chất bảo quản tự nhiên và cũng được sử dụng để bổ sung vị chua cho thực phẩm hay các loại nước ngọt. Trong hóa sinh học, axit citric là tác nhân trung gian quan trọng trong chu trình axít citric và vì thế xuất hiện trong trao đổi chất của gần như mọi sinh vật. Nó cũng được coi là tác nhân làm sạch về mặt môi trường và đóng vai trò của chất chống ôxy hóa. Axít citric tồn tại trong nhiều loại rau quả, chủ yếu là các loại quả của chi Citrus. Các loài chanh có hàm lượng cao axít citric; có thể tới 8% khối lượng khô trong quả của chúng. Hàm lượng của axít citric trong quả cam, chanh nằm trong khoảng từ 0,005 mol/L đối với các loại cam và bưởi chùm tới 0,030 mol/L. Các giá trị này cũng phụ thuộc vào các điều kiện môi trường gieo trồng. 3.1.2 Lịch sử
Spoiler: click to toggle Chanh, cam và các dạng quả khác thuộc chi Citrus chứa nhiều axít citric Sự phát hiện ra axít citric được cho là của nhà giả kim thuật người Iran trong thế kỷ 8 là Jabir Ibn Hayyan (Geber). Các học giả thời Trung cổ tại châu Âu cũng đã tìm hiểu về bản chất axít của các loại nước cam, chanh; những kiến thức như thế được ghi lại trong Bách khoa Toàn thư thế kỷ 13 Speculum Majus (Tấm gương Lớn), do Vincent of Beauvais viết. Axít citric lần đầu tiên được Carl Wilhelm Scheele, một nhà hóa học người Thụy Điển, cô lập năm 1784, ông kết tinh nó từ nước chanh. Sản xuất axít citric trên quy mô công nghiệp bắt đầu từ năm 1860, dựa trên ngành công nghiệp chế biến các loại quả cam chanh của Italia. Năm 1893, C. Wehmer phát hiện ra rằng nấm mốc Penicillium cũng có thể sản xuất ra axít citric từ đường. Tuy nhiên, sản xuất axít citric nhờ vi sinh không được phổ biến trong công nghiệp cho tới tận khi Thế chiến I làm gián đoạn xuất khẩu cam chanh của Italia. Năm 1917, nhà hóa học thực phẩm người Mỹ là James Currie phát hiện ra rằng một số biến thể của nấm Aspergillus niger có thể là các nhà sản xuất axít citric có hiệu quả và Pfizer bắt đầu sản xuất ở quy mô công nghiệp bằng kỹ thuật này sau đó 2 năm. 3.1.3 Ứng dụng
Spoiler: click to toggle Phụ gia thực phẩm Trong vai trò của một phụ gia thực phẩm, axít citric được sử dụng như là chất tạo vị và chất bảo quản trong thực phẩm và đồ uống, đặc biệt là các loại đồ uống nhẹ. Nó được ký hiệu bằng một số E là E330. Các muối citrat của các kim loại khác nhau được sử dụng để chuyển giao các khoáng chất này ở dạng có thể sử dụng được về mặt sinh học trong nhiều chất bổ sung dinh dưỡng. Các tính chất đệm của các citrat được sử dụng để kiểm soát pH trong các chất tẩy rửa dùng trong gia đình và trong dược phẩm. Tại Hoa Kỳ, độ tinh khiết của axít citric cần thiết để làm phụ gia thực phẩm được định nghĩa bởi Food Chemical Codex (FCC), được công bố trong Dược điển Hoa Kỳ (USP). Ngoài ra axit citrit còn được sử dụng trong các ngành dược phẩm, công nghệ sinh học, công nghệ hóa học,… 3.1.4 Qui trình sản xuất 3.1.4.1 Các vi sinh vật sử dụng trong quá trình lên men axit citric :
Spoiler: click to toggle - Nấm (Fungi): việc lựa chọn chủng nấm thích hợp là rất quan trọng vì nấm gửi vai tro quyết định trong suốt quá trình sản xuất, chủng nấm lựa chọn phải đảm bảo các yêu cầu để phù hợp với sản xuất trên quy mô công nghiệp, các yêu cầu như là :tính ổn định dài hạn, có khả năng hình thành bào tử cao, tăng trưởng tốt trong cơ chất sử dụng, thời gian lên men ngắn, kháng vi sinh vật, tạo được nồng độ axit cao (khoảng 70-100g/l). Trong những năm qua đã có nhiều chủng vi sinh vật được sử dụng để sản xuất axit citric nhưng Aspergillus niger vẫn là sự lựa chọn hàng đầu trong công nghiệp vì nó đáp ứng được nhiều yêu cầu trên. Một số chủng thuộc aspergillus đã phân lập có thể sử dụng trong sản xuất như: A. awamori, A. fenicis, A. fonsecaeus, A. luchensis, A. fumaricus, A. wentii, A. saitoi, A. usami, A. phoenicus, A. lanosus, A. foetidus,và A. flavus ,ngoài ra còn có một số chủng thuộc Penicillium như là P. janthinellum, P. simplicissimum,và P. restrictum và một số loài khác như: Trichoderma viride, Mucor piriformis, Ustulina vulgaris, và loài Botrytis, Ascochyta, Absidia, Talaromyces, Acremonium, và Eupenicillium. Ngày nay, hầu như tất cả các acid citric được sản xuất bởi lên men được sản xuất bởi các chủng A. niger bằng phương pháp lên men chìm. -Nấm men (Yeasts): Mặc dù A. niger là vi sinh vật sản xuất truyền thống của acid citric, trong 30 năm qua các nhà nghiên cứu đã chú ý vào việc sử dụng nấm men để sản xuất axít citric. Nấm men có một số lợi thế so với các chủng A. niger. Thời gian lên men ngắn (một nửa thời gian của A. niger) và do đó năng suất cao hơn. các chủng nấm là không nhạy cảm với mật đường và có thể được sử dụng để lên men liên tục. Ngoài ra, nấm men có thể chịu dựng ô nhiễm, nhưng có khả năng chuyển hóa lượng đường cao hoặc n-ankan ,với sự tăng trưởng nhanh kết quả là cho năng suất cao. Hơn nữa, nấm men ít bị tác động đối với các ion kim loại, do đó cho phép việc tinh chế dể dàng hơn. Những đặc tính này có thể làm giảm chi phí xử lý cơ chất và chất thải và các chi phí thu hồi sản phẩm. Những bất lợi chính của nấm men sử dụng là sản xuất axit isocitric trong quá trình lên men. Các chủng nấm men có thể sản xuất axit citric chủ yếu thuộc các chi Candida,Saccharomycopsis, Hansenula, Pichia, Debaryomyces, Torulopsis, Kloeckera, Trichosporon,Torula, Rhodotorula, Sporobolomyces, Endomyces, Nocardia, Nematospora, Saccharomyces,và Zygosaccharomyces. Trong số này, các chủng Candida được sử dụng rộng rãi cho việc sản xuất axit citric. Các chủng này bao gồm C. lipolytica, C. tropicalis, C. zeylanoides, C. fibrae, C. intermedia, C. parapsilosis, C. petrophilum, C. subtropicalis, C. oleophila,C. hitachinica, C. citrica, C. guilliermondii, và C.sucrosa . Gần đây, sản xuất acid citric bởi chủng thông thường và đột biến của C. lipolytica đã được công bố. -Vi khuẩn (Bacteria): có ít thông tin về sản xuất citrate bởi vi khuẩn. Vi khuẩn thường bao gồm Bacillus, Brevibacterium,Arthrobacter, Corynebacterium, Klebsiella, Aerobacter, Pseudomonas, và Micrococcus. Trong số này, B. subtilis, B. licheniformis, B. flavum, và A. paraffinens là có triển vọng. chủng B. licheniformis nuôi trong môi trường có glucose, urê, cacbonat canxi, và ammonium sulfate hoặc glutamate (pH 7.0) sản xuất 42g / l của axit citric. Nói chung, citric acid do vi khuẩn sản xuất được 50-100% thấp hơn so với nấm hoặc nấm men. Tuy nhiên, các nghiên cứu này đã mở ra một hướng mới cho sản xuất acid citric bằng vi khuẩn. 3.1.4.2 Nguồn cơ chất sử dụng trong quá trình sản xuất axit citric: 3.1.4.2.1 môi trường nuôi cấy tối ưu trong phòng thí nghiệm:
Spoiler: click to toggle Môi trường tối ưu bao gồm (g / L) saccharose 100-140; NH4NO3 1,5-2,5;KH2PO4 0,25-1,0; MgSO4.7H2O 0,25; CuSO4.5H2O 40,0(mg / L), và K4Fe(CN)6 6,0 (mg / L). Độ pH của môi trường được điều chỉnh khoảng 2,5-5,0. khi A. niger được nuôi trong môi trường tổng hợp trên thì thu được lượng axit citric tối đa là 110 g/l. Qazi et al đã nghiên cứu sản xuất acid citric từ môi trường tổng hợp trong một nghiên cứu thí điểm (500 L và 2.6 m3 bể khuấy lên men) và có được nồng độ tối đa của axit citric là 60,0 và 80,0 g / L, tương ứng. Maddox và cộng sự đã nghiên cứu sản xuất axit citric từ đường, mannose, galactose, xylose, arabinose, hoặc hỗn hợp các chất trên bằng A. niger hoặc S.lipolytica và thấy rằng nồng độ tối đa của acid citric trong khoảng giữa 5,0 g và 27,0g / L. Ngoài ra, họ kết luận rằng S. lipolytica không đồng hóa xylose, arabinose và galactose, trong khi A. niger không chuyển hóa galactose. Asenjo, et al điều tra việc sản xuất axit citric (6.0 g / L) từ cellulose thủy phân bởi guilliermondii C. Kirimura et al đã nghiên cứu sản xuất citric acid từ xylan và thủy phân xylan bởi Yang niger A. Drysdale và McKay đã nghiên cứu sản xuất citric acid từ inulin trong quá trình lên men bề mặt và thấy rằng sản lượng acid citric có thể được cải thiện bằng luồng không khí trên bề mặt của quá trình lên men, nhưng sản lượng từ inulin thì thấp hơn từ saccharose 20-30%. 3.1.4.2.2 mật rỉ:
Spoiler: click to toggle Mật rỉ là một sản phẩm phụ của ngành công nghiệp sản xuất đường và luôn sẵn có với giá thành tương đối thấp. thành phần gồm: nước, đường (saccharose, đường nghịch chuyển khoảng 50% w / w), các hợp chất nitơ betain (glutamine, asparagin,leucine, isoleucine, alanine, valine, glycine, và nitơ như nitrat và nitrit), các axit hữu cơ và kim loại nặng như sắt, kẽm, đồng, mangan, magiê, và canxi. Cao hàm lượng kim loại nặng trong mật đường là một vấn đề quan trọng trong quá trình lên men như ức chế sự phát triển của vi sinh vật, ảnh hưởng đến cơ chất, pH, và bất hoạt các enzym liên quan với sinh tổng hợp sản phẩm. Để khắc phục vấn đề này, mật rỉ chứa 14% (w / w) ban đầu được xử lý bằng nhựa trao đổi cation, axit sulfuric, tricalcium phosphate, kali ferrocyanide, hoặc EDTA. Trong phương pháp hóa học dùng kali ferrocyanide là phổ biến nhất. Nồng độ tối đa của axít citric được sản xuất từ mật rỉ của A. niger bằng phương pháp lên men chìm và lên men nổi dao động từ 60,0 và 110,0 g / L. 3.1.4.2.3 tinh bột:
Spoiler: click to toggle Là nguồn liệu khá phổ biến,tinh bột có nhiều trong các loại ngũ cốc, sắn, ngô, khoai …tuy nhiên với nguồn nguyên liệu tinh bột thì cần những chủng vi sinh có hoạt tính amylase mạnh. Mourya và Jauhri thử nghiệm 17 dòng của A. niger để kiểm tra khả năng tạo ra axít citric khi sử dụng tinh bột thủy phân làm chất nền. Những dòng hiệu quả nhất, A. Niger ITCC-605, đã được lựa chọn cho để tiếp tục cải tiến. Trong trường hợp này, nồng độ acid tối đa là 64,7 g / kg glucose tiêu thụ. Ngoài ra còn nhiều nghiên cứu khác với các nguồn nguyên liệu tinh bột khác nhau như từ đậu, ngô…và các chủng vi sinh khác nhau. 3.1.4.2.4 nguyên liệu từ trái cây: trong những năm qua, nguồn nguyên liệu từ các sản phẩm nông nghiệp rất được quan tâm, các loại quả như chà là, sung, …cũng đã được thử nghiệm .đối với các nguyên liệu này ta cần phải qua quá trình trích xiro từ quả, xử lý kim loại… 3.1.4.2.5 nguyên liệu từ hydrocarbon:
Spoiler: click to toggle Việc sản xuất acid citric từ hydrocarbon (n-parafin, n-ankan, một olefin-) đã được men lipolytica Y nghiên cứu. Parafin sử dụng cho sản xuất axit citric được thường gồm 12-19 nguyên tử carbon. Môi trường có chứa n-parafin (50,0 g / L) đã được bổ sung (g / L) : NH4NO3 5.0; KH2PO4 4,0; MgSO.7H2O 2.0; FeSO4 . 7H2O 0,4; MnSO4. H2O 0,05; và thiamine • HCl 0,0005. Hỗn hợp n-parafin có thành phần sau đây (theo%): C12 0,10; C13 3,50; C14 21,50; C15 28,70; C16 25,30; C17 18,20; C18 2,30; C19 0,15; isoparaffins 0,25; và chất thơm 0.01. Những bất lợi của sản xuất acid citric từ hydrocacbon của nấm men là hình thành các acid isocitric trong quá trình lên men. 3.1.4.2.6 nguyên liệu từ chất thải nông nghiệp:
Spoiler: click to toggle Đây là nguồn nguyên liệu rất được quan tâm vì bên cạnh tạo ra lợi nhuận từ việc tạo ra axit citric mà còn giải quyết gánh nặng về môi trường. các nhà khoa học đã nghiên cứu sản xuất axit citric từ bã nho ép, táo ép, các phế phẩm từ các ngành công nghiệp chế biến kiwi, dứa…tuy nhiên cũng như các nguyên liệu khác vấn đề là lượng tạp chất trong nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình lên men. 3.1.4.3 Sơ đồ qui trình sinh tỗng hợp axit citric:
Spoiler: click to toggle  Chú thích:Sinh tổng hợp acid citric từ đường sucrose bởi A. niger. (a) invertase, (b) hexokinase;(c) phosphofructokinase; (d) pyruvate cacboxylaza; (e) citrate synthase; (f) aconitase; (g) isocitrate dehydrogenase; dehydrogenase (h)-ketoglutarate; (i) succinic dehydrogenase; (k) malat dehydrogenase.(From Milsom, P.E., Food Biotechnology: 1, King, R.D., P.S.J. Cheetham, eds., London:Elsevier Applied Science, 1987, pp 273–308). 3.1.4.4 quá trình lên men trong sản xuất axit citric 3.1.4.4.1 lên men nổi (lên men bề mặt):
Spoiler: click to toggle Lên men bề mặt là phương pháp lên men đầu tiên được sử dụng để sản xuất axít citric trên quy mô công nghiệp. Ngày nay lên men chìm hay còn gọi là quá trình lên men ngập nước cũng được sử dụng. Chỉ có 20% sản lượng axit citric trên thế giới được sản xuất từ quá trình lên men bề mặt sử dụng mật đường làm nguyên liệu thô. Trong quá trình lên men này, A. niger hình thành một hệ sợi nấm trên bề mặt chất lỏng của các khay nhôm hoặc thép không gỉ. Những khay này được xếp chồng lên nhau trong phòng lên men luôn được cung cấp không khí để cung cấp oxy và để kiểm soát nhiệt độ của quá trình lên men. không khí cung cấp cho các phòng lên men được khử trùng bằng cách đi qua một lớp bông dày 2 inch đã tẩm acid salicylic, sau đó thông qua một vòi phun nước và máy sưởi để đạt đến độ ẩm 40% và nhiệt độ là 30°C. Các khay có kích thước 2,5 m và sâu 12 cm, được tiệt trùng và môi trường sâu 8cm được ủ từ 9-12 ngày ở nhiệt độ 28-300C sau khi đạt nồng độ axít citric tối đa, các sợi nấm được tách bằng cách lọc. Sinh khối được rửa sạch bằng nước loại acid citric. acid citric được kết tủa thông qua muối citrate canxi. Các phòng lên men được khử trùng bằng rửa với NaOH 1%, sau đó với nước, sau đó với formaldehyde 6%. Cuối cùng, lưu huỳnh dioxit được thổi vào . 3.1.4.4.2 lên men chìm (lên men ngập nước hay lên men sâu):
Spoiler: click to toggle Trong công nghệ sản xuất axt1 citric theo phương pháp chìm, người ta sử dụng môi trường giống như môi trường lỏng dùng trong phương pháp lên men bề mặt. Quá trình được thực hiện trong các thiết bị lên men có cánh khấy và có hệ thống thổi khí liên tục. người ta tiến hành quá trình lên men ở nhiệt độ 28-320C trong thời gian là 6-7 ngày. Trong quá trình lên men, người ta thường phải sử dụng CaCO3 để chỉnh pH vì axit tạo thành sẽ làm giảm pH xuống 1-1.5. việc điều chỉnh này còn có ý nghĩa là chuyển axit citric thành citrat canxi lắng xuống. Kết thúc quá trình lên men, người ta sử dụng H2SO4 để tách axit citric ra. Tiến hành cô đặc và kết tinh axit citric. 3.1.4.5 các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men.
Spoiler: click to toggle - Nhiệt độ:các nghiên cứu cho thấy A. niger đã được ủ ở 28-30 ° C trong 2-3 ngày và sau đó ủ tiếp trong một tuần ở 20 ° C, kết quả năng suất cao hơn khi nhiệt độ là duy trì ở mức 28-30 ° C. - pH: phụ thuộc vào các nguồn cơ chất khác nhau, thông thường pH ban đầu ở mức 2,5-3,5. Đối với mật rỉ thì pH ban đầu ở mức trung tính hoặc axit yếu, pH được điều chỉnh bằng HCl, H2SO4, NaOH. Trong suốt quá trình lên men ta phải luôn kiểm soát pH để đảm bảo sự phát triển cho vi sinh vật, pH ở các giai đoạn khác nhau thì khác nhau, pH ban đầu của bề mặt trong khoảng 4-6. Sau khi sinh khối sợi nấm phát triển đến một mức độ nhất định, độ pH đã được hạ xuống để kích thích sự sản xuất acid - Thời gian lên men: Thời gian tối ưu để sản xuất axit citric phụ thuộc vào chủng được sử dụng, thành phần hóa học của môi trường, hệ thống lên men, và nói chung, các điều kiện theo đó quá trình lên men diễn ra. Trong lên men bề mặt, thời gian lên men thường từ 10-20 ngày, trong khi lên men chìm thì ngắn hơn (5-10 ngày). - Các chất tiêm chủng: A.giner được nuôi trên dextrose agar khoai tây (PDA) nghiêng hoặc trong đĩa petri tại 28-30 ° C trong 3- 5 ngày . - Ngoài ra còn một số yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến quá trình lên men như:khuấy, sục khí ,chế độ dinh dưỡng, chất ức chế và chất kích thích… 3. 2 Kỹ thuật sản xuất acid acetic 3.2.1. Khái niệm chung: 3. 2.1.1 giới thiệu: Spoiler: click to toggle Acid axetic, hay còn gọi là etanoic, là một axít hữu cơ (Axit Cacboxylic), mạnh hơn axít cacbonic. Phân tử gồm nhóm methyl (-CH3) liên kết với nhóm carboxyl (-COOH). Giấm là axít axetic nồng độ từ 2–6%. Giấm được điều chế bằng cách lên men rượu etylic. Axít axetic còn có thể được điều chế từ acetilen, cracking dầu mỏ hoặc chưng gỗ. Phân loại: •Dấm thông dụng: có acid acetic ≥ 6% trở lên, hàm lượng cồn 0,2 – 0.3% •Dấm chất lượng cao: thường làm từ rượu vang có độ acid vào khoàng 7%, độ cồn khoảng 0.5 – 1,0 % •Dấm thơm: làm từ dấm có chất lượng cao và các loại gia vị khác nhau •Dấm màu: chỉ sử dụng trong các mục đích khác nhau •Dấm đặc biệt: được làm theo phương pháp truyền thống của mỗi miền
3.2.1.2 Thành phần dinh dưỡng của giấm: Acid amin phong phú: 18 loại acid amin cơ thể người không tổng hợp được trong giấm đều có, có 8 loại acid amin thực vật cung cấp Hàm lượng acid hữu cơ trong giấm khá nhiều Trong giấm có vitamin B1, B2, C … Muối vô cơ trong giấm vô cùng phong phú Na, K, Ca, Fe, Cu, Zn, P… 3.2.2. Nguyên liệu và vi sinh vật: 3.2.2.1. Nguyên liệu.
Spoiler: click to toggle Có thể sử dụng tất cả các loại nguyên liệu có nguồn gốc từ nông nghiệp bao gồm tinh bột hoặc đường hoặc cả tinh bột và đường qua quá trình lên men có vị giấm gồm lượng axit axetic cho phép. Dựa vào nguyên liệu lên men giấm người ta chia ra 2 nhóm nguyên liệu chính sau: + Nguyên liệu chứa nhiều tinh bột : Gạo, ngô, lúa mì, đại mạch... + nguyên liệu chúa đường : nho, mật ong, điều...  Gạo a) Khái niệm: Gạo là một sản phẩm lương thực thu từ cây lúa. Hạt gạo thường có màu trắng, nâu hoặc đỏ thẫm, chứa nhiều dinh dưỡng. Hạt gạo chính là nhân của thóc sau khi xay để tách bỏ vỏ trấu. Hạt gạo sau khi xay được gọi là gạo lứt, nếu tiếp tục xát để tách cám thì gọi là gạo xát hay gạo trắng. Gồm 5 thành phần chính:+ mày thóc b) Cấu tạo hạt thóc: + lớp võ ngoài + lớp aleurone + nội nhũ + phôi - Mày thóc: Có màu vàng nhạt hơn võ trấu, trên mày nổi những đường gân. - Lớp võ: Là bộ phận bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi tác động cơ học từ bên ngoài, được chia thành 3 lớp: võ trấu, võ quả, võ hạt. - Lớp aleurone: Khi xay xát lớp võ vụn thành cám gạo. - Nội nhũ là thành phần chính của hạt thóc, trong nội nhủ chủ yếu là gluxit (90%), trong khi đó gluxit trong toàn bộ hạt gạo chiếm khoãng 75%. - Phôi: Nằm ở phần dưới của nội nhũ, là thành phần làm nhiện vụ biến đỗi các chất dinh dưỡng nuôi mộng khi hạt nảy mầm. Phôi chứa nhiều protein, lipit, vitamin B1… b). Thành phần hóa học của hạt thóc: Bảng 1: Thành phần hóa học (% khối lượng) của thóc.  Ngô a) khái niệm: Ngô là một loại cây lương thực được thuần canh tại khu vực Trung Mỹ và sau đó lan tỏa ra khắp châu Mỹ. Ngô lan tỏa ra phần còn lại của thế giới sau các đợt khai phá tìm vùng đất mới, xâm lược thuộc địa của người châu Âu với châu Mỹ vào cuối thế kỷ 15, đầu thế kỷ 16. b). Cấu tạo hạt ngô: Gồm: võ ngoài, mày, phôi và nội nhũ. Bảng 2 các thành phần chính trong hạt ngô   Thành phần hóa học của hạt ngô thay đổi theo điều kiện khí hậu, giống, kỹ thuật gieo trồng, đất canh tác… Bảng 3 : Sự phân bố các chất có trong hạt Ngô.  Bảng 4:Ngô có hàm lượng vitamin khá cao (g/g)  Nho a)Khái niệm: Nho là một từ để chỉ loại quả mọc trên các cây dạng dây leo thân gỗ hoặc để chỉ chính các loài cây này. Quả nho mọc thành chùm từ 6 đến 300 quả, chúng có màu đen, lam, vàng, lục, đỏ-tía hay trắng. Khi chín, quả nho có thể ăn tươi hoặc được sấy khô để làm nho khô, cũng như được dùng để sản xuất các loại rượu vang, thạch nho, nước quả, dầu hạt nho, làm giấm… b)Thành phần hóa học có trong quả nho: + Nước : 70 – 80% + Đường : 10 – 25% (chủ yếu là glucose, fructose và saccharose) + Acid hữu cơ : 0,5 – 1,7% (chủ yếu là acid malic và factoric) + Protein : 0,1 – 0,9% + Pectin : 0,1 – 0,3% + Khoáng : 0,1 – 0,5% + Vitamin : C, B1, B2… + Các hợp chất màu: màu chính là anthocyanin. + Các hợp chất thơm và một số hợp chất khác. Nho được thu gặt hái khi đạt khoảng 0,65% độ acid và 23o Brix (Brix là đơn vị đo lượng đường còn lại trên nho). Hạt Điều Điều hay còn gọi là đào lộn hột (danh pháp khoa học: Anacardium occidental) là một loại cây công nghiệp dài ngày thuộc họ Đào lộn hột. Cây này có nguồn gốc từ đông bắc Brasil. Ngày nay nó được trồng khắp các khu vực khí hậu nhiệt đới để lấy nhân hạt chế biến làm thực phẩm. Nhân điều là sản phẩm thu được sau khi tách vỏ hạt điều và bóc vỏ lụa, chiếm 25% trọng lượng hạt, hình hạt đậu màu trắng, là loại thức ăn bổ dưỡng vì có hàm lượng protein (21,91%) và chất béo cao (49,12%), hàm lượng đường rất cao so với các loại hạt ngũ cốc khác, đồng thời có nhiều loại muối khoáng cho cơ thể người và sinh vật. Điều là cây công nghiệp lâu năm cây ăn quả nhiệt đới, đã được du nhập vào nước ta từ thế kỷ XVIII là cây dễ trồng và thích nghi với nhiều loại đất có đặc tính lý hóa khác nhau. Về giá trị kinh tế cây điều là cây có giá trị sử dụng ở nhiều lĩnh vực. Nhân hạt điều có nhiều dinh dưỡng cao có nhiều axit amin không thay thế, chứa nhiều chất béo, giàu muối khoáng và các sinh tố khác dùng để ăn, chế biến dầu thực vật, làm nhân bánh kẹo cao cấp như nhân socola, làm giấm,… nhân hạt điều có giá trị xuất khẩu rất lớn mang về ngoại tệ cho đất nước. Kích thước, hình dạng và tỷ lệ của hạt thay đổi nhiều. Có nhiều giống khác nhau về kích thước và trọng lượng hạt, nhân và vỏ. Giống hạt lớn, nặng 10 – 13 g, có giống hạt nhỏ chỉ nặng 3 – 4 g. Có giống vỏ hạt nhẵn, có giống vỏ hạt lại xù xì hoặc nhám. Có giống nhân chiếm 25% trọng lượng hạt, có giống chỉ chiếm 20 – 21 %. Thành phần hóa học của hạt điều Bảng 4:Thành phần các chất dinh dưỡng có trong nhân hạt điều   . 3.2.2.2. Vi khuẩn sử dụng lên men giấm.
Spoiler: click to toggle Để quá trình lên men giấm đạt hiệu quả cao, lựa chọn những chủng vi khuẩn thõa mãn điều kiện: + Oxy hóa rượu etylic tốt nhất. + Tạo giấm có nồng độ axit axetic cao, vi khuẩn phải chịu được nồng độ cồn và axit cao. + Các tính chất không bị thay đổi trong quá trình lên men. + Các điều kiện phân lập, nuôi cấy, bảo quản giống đơn giản không tốn  kém phù hợp với điều kiện Việt Nam. Vi khuẩn A. Suboxydan - Trong sản xuất giấm người ta thường sử dụng chủng Acetobacter Suboxydans vì chúng có khả năng chịu được nồng độ cồn rất cao. Nếu trong môi trường ta thêm một lượng nhỏ chất dinh dưỡng cần thiết, ví dụ như glucozo, vi khuẩn này có thể chuyển hóa toàn bộ cồn thành axit axetic( lượng axit có thể đạt 13%). - Nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn này lên men là 28 – 30¬0C, thời gian lên men nhanh trong vòng 48h . - Trong quá trình lên men cần phải thông khí liên tục vì đây là vi khuẩn hiếu khí cần O2 rất nhiều cho quá trình chuyển hóa cồn thành axit axetic và cho quá trình phát triển thành con giấm. Ngoài vi khuẩn A. Suboxydans người ta còn sử dụng vi khuẩn Acetobacter Carvum để lên men giấm, trong môi trường thuận lợi, vi khuẩn này có thể tạo được10- 11% axit axetic, nhiệt độ lên men tối ưu là 35- 370C, vi khuẩn Acetobacter Carvum có khả năng tạo váng rất chắc trên bề mặt môi trường. 3.2.3.Cơ sở lí thuyết của quá trình lên men Acetic:
Spoiler: click to toggle C6H12O6 → 2 CO2 + 2 C2H5OH C2H5OH +O2 → CH3COOH +H2O Giai đoạn 1: Saccharomyces cerevisiae var .Ellipsoideus đôi khi là các loại men có sẵn trong tự nhiên.Qúa trình yếm khí.Sản phẩm phụ tạo thành là: glycerine, acid succinic, một số alcol bậc cao. Giai đoạn 2: Acetic acid bacteria (có khoảng 9 loại ), quá trình hiếu khí.Thường sử dụng: Acetobacteriaceae (gồm: Acetobacter và Gluconobacter) •Acetobacter (vd: Acetobacter acetic, Acetobacter orleanense, Acetobacter xylinum,…) có thể oxy hóa acid acetic và acid lactic thành O2 •Gluconobacter không thể oxy hóa acid acetic và acid lactic thành O2.
|
- Posts:
- 7
- Group:
- Members
- Member
- #94
- Joined:
- Feb 13, 2011
|
3.2.4. Các phương pháp lên men: Có 4 phương pháp lên men chính: 3.2.4.1. Phương pháp lên men chìm: Người ta cho dung dịch lên men vào thiết bị và tiến hành thổi khí rất mạnh. Khi đó trong dung dịch lên men sẽ tạo ra thể huyền phù và dung dịch lên men. Hai thể này luôn luôn được hòa quyện trộn lẫn với nhau, quá trình oxi hóa xảy ra mãnh liệt. 3.2.4.2. Phương pháp kết hợp: Người ta thiết kế hệ thống lên men bao gồm 3 phần: phần trên là lớp đệm ( chứa vi sinh vật), lớp giữa là một thúng chứa dung dịch sau khi lên men ở phần trên chảy xuống. Dưới cùng là hệ thống thổi khí mạnh, khí sẻ được thổi qua phần dung dịch này rồi chuyển ngược lên phần trên. 3.2.4.3. Phương pháp lên men chậm.
Spoiler: click to toggle Phương pháp này được người Pháp thực hiện từ rất lâu và được coi như là phương pháp lên men truyền thống của người Pháp. Nguyên liệu của phương pháp này là nho, giống vi khuẩn axit acetic được sử dụng cho quá trình sản xuất là Acetobacter orleaneuse. Tiến hành lên men người ta thường cho 1/5 axit acetic vào thùng lên men có dung tích 250- 300 lít, tiết tục cho nước ép nho sao cho toàn bộ khối lượng đạt 2/3 thể tích thùng lên men. Mục đích cho acetic vào trước là tạo điều kiện cho vi khuẩn lên men phát triển, mặt khác để ngăn ngừa các vi khuẩn khác phát triển, không bị nhiểm tạp chất, lên men ở nhiệt độ 23- 340C. Sau một thời gian trên bề mặt sẽ tạo thành váng chứa nhiều axit acetic. Vì thế mà quá trình oxy hóa xảy ra chậm và kết thúc sau vài tuần. Khi kiểm tra rượu còn lại 0,3- 0,5% sẽ lấy giấm ra, cho dịch dinh dưỡng mới vào. Nếu để lâu, chất lượng giấm bị giảm nhanh do quá trình oxy hóa giấm xảy ra tiết tục. Giấm thu được thường có lượng axit acetic 5- 6 %. Muốn để lâu phải đem đi thanh trùng Pasto. 3.2.4.4. Phương pháp lên men nhanh.
Spoiler: click to toggle Phương pháp này do người Đức thức hiện theo quy mô công nghiệp. Thiết bị lên men là một thùng gỗ cao 2,5- 6 m , đường kính 1,2- 3m. Tỉ lệ đường kính so với chiều cao khoãng 1/2 là thích hợp nhất. Nguyên liệu lên men là bột ngô, bột ngô được xem như là chất mang, giữ vi sinh vật trong quá trình lên men, nhờ đó mà vi sinh vật không đi theo vào sản phẩm cuối cùng. Ngoài ra, ở đáy thiết bị người ta lắp thêm hệ thống phân phối, không khí đi từ dưới lên, môi trường được đưa vào từ trên xuống.vTiến hành: Ta dùng axit acetic có nồng độ 3- 5% chảy qua lớp phôi bào hay lõi bắp có mục địch thanh trùng  vừa có tác dụng axit hóa vật liệu chất mang để vi sinh vật giống dễ thích nghi trong quá trình lên men. Sau đó, dùng nước cất rữa qua và giống vi khuẩn axit acetic vào, vi khuẩn axit acetic sẽ bám vào phoi bào hay lõi bắp. Tiếp đó ta cho dòng môi trường đi từ trên xuống qua hệ thống phân phối dạng phun, môi trường sẽ được phân phối đều khắp vật liệu, cồn sẽ thấm thấu vào tế bào vi khuẩn và cung cấp khí bằng hệ thống thổi khí từ dưới lên tạo điều kiện để vi khuẩn lên men tốt nhất, vi khuẩn oxy hóa rượu thành axit acetic sẽ thấm thấu qua màng tế bào ra ngoài và theo dung dịch xuống đáy thiết bị lên men, ta thu sản phẩm từ đáy thiết bị lên men. Quá trình lên men được thực hiện ở nhiệt độ 24- 370C, thời gian lên men từ 8- 10 ngày. Trong trường hợp dịch lên men cuối cùng chứa lượng axit acetic thấp, ta tiến hành tái lên men bằng cách bơm chúng ngược trở lại từ trên xuống. - Phương trình oxi hóa rượu thành axit acetic trong tế bào:  Phản ứng xảy ra trong tế bào vi khuẩn, muốn phản ứng xảy ra, CH2H5OH và O2 phải được thẩm thấu trong tế bào. Khi đó các enzim có trong tế bào của vi khuẩn tham gia oxi hóa rượu thành CH3COOH . CH3COOH được tạo thành sẽ thoát khỏi tế bào và tan trong dịch môi trường.  Quá trình oxy hóa rượu thành acis acetic.
3.2.5. Quy trình công nghệ sản xuất:
Spoiler: click to toggle - Các phản ứng trong sản xuất dấm ăn nhờ A. suboxidans :  - Sau sự hydrate hóa acetaldehyde sẽ diễn ra phản ứng cho hidro lần thứ 2:  Hidro được NADP nhận và các citochrome được chuyển đến O2 là chất nhận điện tử cuối cùng.  Quy trình sản xuất giấm
3.2.6. Một số ứng dụng quan trọng của acid acetic: 3.2.6.1 Sản xuất este
Spoiler: click to toggle Các este chính sản xuất từ axit axetic được sử dụng chủ yếu làm dung môi cho mực, sơn và chất phủ. Các este như ethyl axetat, n-butyl axetat, isobutyl axetat, và propyl axetat, chúng được sản xuất một cách đặc biệt bằng phản ứng có xúc tác từ axit axetic và rượu tương ứng:  3.2.6.2 trong các ngành khác Spoiler: click to toggle Sản phẩm tách phân tử nước từ hai phân tử axit axetic tạo thành một phân tử gọi là axetic anhydrit. Sản xuất axetic anhydrit trên thế giới là một ứng dụng chính chiếm khoảng 25% đến 30% sản lượng axit axetic toàn cầu.  Axetic anhydrit là một chất acetyl hóa mạnh. Vì vậy, ứng dụng chính của nó là tạo cellulose acxtat, một chất dệt tổng hợp cũng được dùng trong phim chụp ảnh. Axetic anhydrit cũng là một chất phản ứng dùng để sản xuất aspirin, heroin, và các hợp chất khác. Ở dạng giấm, các dung dịch axit axetic (nồng độ khối lượng của axit 4% đến 18%) được dùng trực tiếp làm gia vị, và cũng làm chất trộn rau và trong các thực phẩm khác. Giấm ăn (table vinegar) thì loãng hơn (4% đến 8%), trong khi loại giấm trộn thương mại thì nồng độ cao hơn. Lượng axit axetic dùng làm giấm không chiếm tỉ lệ lớn trên thế giới, nhưng là một ứng dụng nổi tiếng và được dùng từ rất lâu. 3.3. Kĩ thuật sản xuất acid lactic: 3.3.1 Khái niệm:
Spoiler: click to toggle Acid lactic là hợp chất hữu cơ thu được bằng phương pháp lên men do tác nhân lên men chủ yếu là vi sinh vật Công thức tổng quát: CH3-CHOH-COOH. Acid lactic còn có tên gọi khác là 1- hydroxyethanol cacbonxylic hay acid 2- hydroxypropanoic. Trong cấu tạo phân tử của chúng có một cacbon bất đối xứng nên chúng có hai đồng phân quang học: D –acid lactic và L- acid lactic. Hai đồng 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 sang phải và một sang trái. Do đó tính chất sinh học của chúng hoàn toàn khác nhau. Cấu hình không gian: Acid lactic là hỗn hợp của 2 dạng đồng phân D-acid lactic và L-acid lactic:  Nếu D-acid lactic và L-acid lactic có trong một hỗn hợp theo tỉ lệ 50:50 người ta gọi là hỗn hợp raxemic. Hỗn hợp này được kí hiệu là DL-acid lactic.Trong quá trình lên men không có một hỗn hợp lý tưởng này mà chỉ có được khi tiến hành tổng hợp hữu cơ. Tính chất: DL acid lactic là dịch lỏng dạng tinh thể, tan trong H2O, cồn, không tan trong CHCl3, nhiệt độ nóng chảy 16,8 0C, nhiệt độ sôi 122 0C. Acid lactic có khối lượng phân tử là 98,08 là chất hữu cơ không màu, mùi nhẹ.Acid lactic là một chất có độ hút ẩm cao là chất lỏng sánh đặc có sẵn trên thị trường ở những dạng khác nhau về chất lượng; và phụ thuộc vào độ tinh sạch có nhiều tiêu chuẩn khác nhau: acid lactic kỹ thuật, thực phẩm, dược phẩm và acid lactic plastic. Ở dạng đồng phần D-acid lactic hoặc L-acid lactic lần lượt có nhiệt độ nóng chảy là nhiệt độ sôi là 28 và 103 (0C). 3.3.2. Tình hình sản xuất acid latic:
Spoiler: click to toggle Với quy mô gia đình: Sự lên men sữa chua có thể tiến hành theo kiểu dân gian (lên men tự nhiên – nhờ hệ vi khuẩn lactic có sẵn trong sữa), tuy nhiên kiểu này có tính chất gia đình quy mô nhỏ. vì trong giai đoạn đầu có vi khuẩn gây thối rữa hoạt động nên làm giảm phẩm chất sản phẩm, đôi khi dẫn đến hư hỏng sản phẩm. Với quy mô công nghiệp: sản xuất acid lactic với quy mô lớn và hiện đại, phát triển nhiều sản phẩm đạt độ ổn định và chất lượng sản phẩm cao, hiện nay trong công nghiệp người ta phải thanh trùng Pasteur sữa (thanh trùng nhiệt 80 ÷ 900 0C) để nguội đến nhiệt độ phù hợp lên men, lúc đó mới cấy vi khuẩn lactic thuần khiết vào. Các sản phẩm sữa có sử dụng quá trình lên men lactic thông thường là: sữa chua, yaourt, fomat, bơ… và sử dụng lên men hỗn hợp gồm lên men lactic và lên men rượu như kephia, kumi… 3.3.3 Công nghệ sản xuất acid lactic: 3.3.3.1 Nguyên liệu
Spoiler: click to toggle Để sản xuất acid lactic cần phải có hai thành phần chính yếu là nguồn cơ chất và tác nhân lên men là vi khuẩn lactic. Giống : Giới thiệu về vi khuẩn lactic Năm 1872, nhà Hoá học Thụy Điển Karl W. Scheele lần đầu tiên tách được acid lactic từ sữa bò lên men chua. Năm 1857, Louis Pasteur chứng minh được rằng sự hình thành acid lactic trong quá trình lên men sữa chua có liên quan đến một nhóm vi sinh vật đặc biệt gọi là vi khuẩn lactic. Năm 1878, Joseph Lister phân lập thành công vi khuẩn lactic đầu tiên và đặt tên là Bacterium lactis (hiện nay gọi là Streptococcus lactis). Từ đó đến nay các nhà hoá học liên tiếp phân lập được các loại vi khuẩn khác nhau. Đặc điểm vi khuẩn lactic - Là vi khuẩn Gram dương. - Là vi sinh vật vi hiếu khí. - Không tạo bào tử (tuy nhiên hiện nay người ta tìm thấy một số giống trong họ lactic có khả năng tạo bào tử). - Hầu hết không di động. - Thu nhận năng lượng nhờ phân giải hydratcacbon và tiết ra acid lactic. - Khác với vi khuẩn đường ruột cũng sinh ra acid lactic, các vi khuẩn lactic lên men bắt buộc, chúng không chứa các cytochrom và enzyme catalase. - Có khả năng sinh tổng hợp enzyme peroxydase rất mạnh. Chúng phân giải H2O2 và oxy để phát triển. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn lactic Dinh dưỡng cacbon, dinh dưỡng nitơ,nguồn vitamin ,các hợp chất vô cơ như: Cu, Fe, Na, P, I2, S, Mn, đặc biệt là Mn có tác dụng phòng chống tế bào,Oxy,Nhiệt độ, pH môi trường.
3.3.3.2 Cơ chế lên men lactic Spoiler: click to toggle Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành axit lactic nhờ vi sinh vật, điển hình là vi khuẩn lactic. Lên men lactic là một trong những loại hình lên men phát triển nhất trong thiên nhiên, có hai kiểu lên men lactic chính là lên men đồng hình và lên men dị hình. a)Lên men lactic đồng hình: Trong trường hợp này axit pyruvic được tạo thành theo sơ đồ Embden-Mayerhorf-parnas (EMP), hydro được tách ra chuyển tới pyruvat. Sau đó axit pyruvic sẽ tạo thành axit lactic dưới tác dụng của enzyme lactatdehydrogenase. Lượng axit lactic tạo thành chiếm hơn 90%. Chỉ một lượng nhỏ pyruvat bị khử cacbon để tạo thành axit axetic, etanol, CO2 và axeton. Lượng sản phẩm phụ tạo thành phụ thuộc vào sự có mặt của oxy.  b) Lên men lactic dị hình Xảy ra trong trường hợp vi khuẩn lactic không có các enzyme cơ bản của sơ đồ Embden – Mayerhorf – Parnas (aldolase và triozophotphatizomerase). Nghĩa là qua glucose- 6 phosphat, 6- phosphoglucose và ribulose-5-phosphat. Ribolu-5-phosphat dưới tác dụng của epimerase chuyển thành xilulose 5-photphat. Xilulose-5-phosphat sẽ được tạo thành theo con đường pento-photphat (PP). Dưới tác dụng của enzyme pentozaphosphoxetolase bị phân hủy để tạo thành aldehyd phosphoglyxerinic và acetyl phosphate. Trong trường hợp này chỉ có 50% lượng đường tạo thành axit lactic, ngoài ra còn có các sản phẩm phụ khác như: axic axetic, etanol, CO2. Dưới tác dụng của axetatkinase (có phosphoril hóa ADP) sẽ tạo thành axetat (hoặc bị khử thành axetaldehyd rồi thành rượu etanol), còn aldehyd phosphoglyxerinic theo con đường thông thường của sơ đồ Embden-Meyerhorf. Các sản phẩm phụ tương tác với nhau tạo thành ester có mùi thơm. Phương trình tổng quát:  3.3.3.3 Chuẩn bị nguồn cơ chất
Spoiler: click to toggle   • Yêu cầu của rỉ đường làm nguyên liệu trong sản xuất acid lactic: - Chất khô >= 75% - Hàm lượng sacaroza: 50 - 51% lượng đường.pH = 6.5 - 8.5 - Hàm lượng N-chung không ít hơn 1.4 % - Số lượng vi sinh vật không quá 15000 cfu/1g nguyên liệu. - Khi sử dụng rỉ đường, có thể dùng những con số sau để tính toán pha môi trường(%) - Sacaroza = 50 % - Đường khử 6-9 % Cần bổ sung thêm : - Nguồn N là ure hoặc amoni sulfat. - Nguồn P là supephosphat (khoảng 1 % so với rỉ đường). Rỉ đường trước khi đem sử dụng cần phải được xử lý: pha loãng với nước theo tỷ lệ 1:1, acid hóa bằng H2SO4 tới pH=2.8-3.0 và gia nhiệt trong vài giờ. Nhiệt độ thấp nhất là750 C, nếu kết hợp khuấy thì càng tốt (đẩy SO2 ra khỏi rỉ đường). b)Sucrose Cần có Quá trình chuyển đổi sucrose thành glucose và fructose. Nếu enzyme sucrase được bổ sung vào thì phản ứng sẽ tiến xảy ra nhanh chóng. Cũng có thể được tăng tốc nếu bổ sung các axít, như cream of tartar hoặc nước chanh. Các sinh tổng hợp của các chất bằng đường sucrose tiền chất 1-phosphate và fructose 6-phosphate. Sucrose được hình thành bởi thực vật nhưng không phải bởi các sinh vật khác. Sucrose được tìm thấy tự nhiên trong nhiều thực phẩm thực vật cùng với fructose monosaccharide. Có nhiều trong các loại trái cây, chẳng hạn như dứa và quả mơ, sucrose là đường chính. Trong những quả khác, chẳng hạn như nho và lê, fructose là đường chính. c) Lactose Lactose là một loại đường được tìm thấy nhiều nhất trong sữa. Lactose chiếm khoảng 2-8% của sữa (tính theo trọng lượng), mặc dù số lượng khác nhau giữa các loài và cá thể. Nó được chiết xuất từ sữa chua hoặc ngọt. Tên lacte, chữ Latin là tên cho sữa, cộng với OSE-kết thúc được sử dụng để đặt tên đường. Nó có công thức C12H22O11. Lactose là một disaccharide bao gồm các galactose và glucose liên kết thông qua một liên kết glycosidic β-1 → 4. có tên là β-D-galactopyranosyl-(1 → 4)-D-glucose. Các đường có thể ở một trong hai dạng là α-pyranose hoặc β-pyranose, các galactose chỉ có thể có dạng β-pyranose. Lactose kết tinh chậm, tinh thể cứng và có nhiều dạng tinh thể. Độ ngọt của lactose chỉ bằng 1/6 sacarose. Enzyme β – galactosidase (lactase) do phần ruột chảy của trẻ em tiết ra thủy phân dễ dàng lactose. 3.3.3.4 Chuẩn bị môi trường nuôi cấy Spoiler: click to toggle - Tất cả vi khuẩn lactic đều có đặc điểm chung là: + 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. + Chúng là những vi khuẩn kỵ khí tùy nghi, là loại có khả năng lên men hiếu khí cũng như kỵ khí. Môi trường MRS: (Môi trường dùng để nuôi cấy vi khuẩn lactic Canxicacbonat ( CaCO3 ), acid sunfuric ( 78% ), cột trao đổi ion, than lọc hoạt tính, KMnO4, dung môi hữu cơ ( iso- propyl ether, isobutanol, trialkyl tertiary amines ). 3.3.3.5 Qui trình sản xuất
Spoiler: click to toggle a) Sơ đồ qui trình  b) Thuyết minh quy trình: Quá trình sản xuất acid lactic gồm 3 công đoạn chính: lên men, thu nhận và tinh sạch sản phẩm. •Pha loãng: Mục đích: chuẩn bị cho quá trình xử lý dung dịch. Các Biến đổi: Vật lý: dung dịch tăng thể tích, giảm độ nhớt. Hóa học: nồng độ chất tan giảm. Hóa lý: tăng độ hòa tan các chất. Phương pháp thực hiện: Pha loãng với tỉ lệ nước : mật rỉ = 3:1. Yếu tố ảnh hưởng: chất lượng mật rỉ, nước pha loãng. •Xử lý dịch pha loãng: Lọc bằng than hoạt tính: Mục đích: tẩy các chất màu, tách các chất keo có trong mật rỉ. Phương pháp thực hiện: cho dung dịch đường sau khi pha loãng chảy qua cột than hoạt tính. Các biến đổi: Vật lý : tăng độ trong, giảm khối lượng riêng dung dịch. Hóa học: tạp chất bị loại bỏ. Hóa lý :tách pha rắn khỏi pha lỏng. Các yếu tố ảnh hưởng: Chất lượng than hoạt tính. Acid hóa: Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lên men và tiêu diệt vi sinh vật. Phương pháp thực hiện: Tiếp tục pha loãng dung dịch mật rỉ đến nồng độ chất khô 15%, Dùng H2SO4 với tỉ lệ 5% so với khối lượng dịch để acid hóa môi trường. Đun nóng dung dịch đến 90-95 0C trong 6 giờ. Thực hiện ly tâm lọc để thu dịch trong. Các biến đổi: Hóa học: chuyển hóa đường saccharose thành đường nghịch đảo, pH dung dịch giảm còn 2,8-3,0. Hóa lý: hệ keo bị phá vỡ. Vi sinh: vi sinh vật bị tiêu diệt do pH giảm xuống thấp. Các yếu tố ảnh hưởng: Thời gian, nhiệt độ ảnh hưởng đến hiệu suất thủy phân. •Chuẩn bị môi trường Mục đích: tạo các điều kiện tốt nhất trong dung dịch nền để chuẩn bị cho quá trình lên men. Phương pháp thực hiện: Tiếp tục pha loãng dung dịch đường xuống còn 5-10%. Sử dụng bột CaCO3 để điều chỉnh pH ngược lại 6,3-6,5. Hạ nhiệt độ dung dịch về 50 0C Chuẩn bị cơ chất: Môi trường phải chứa đầy đủ chất dinh dưỡng và điều kiện về nhiệt độ, pH, thích hợp cho quá trình lên men. - Tuỳ theo thành phần của dịch rỉ thu được và tuỳ vào thành phần rỉ đường ban đầu mà bổ sung cho phù hợp. Các biến đổi : Vật lý : dung dịch tăng thể tích, nhiệt độ giảm về 50 0C . Hóa học : pH tăng từ 2,8-3,0 lên 6,5. Các yếu tố ảnh hưởng : Khối lượng CaCO3 để chỉnh pH. •Nhân giống : Mục đích : tăng sồ lượng tế bào vi khuẩn, chuẩn bị cho quá trình lên men. Phương pháp thực hiện Cũng giống như trong phòng thí nghiệm, muốn thực hiện một quá trình lên men ở quy mô công nghiệp phải tiến hành nhân giống, đảm bảo số lượng tế bào với tuổi sinh lí đang ở thờikỳ hoạt động mạnh nhất để cấy vào môi trường lên men. Nhân giống ở đây có thể phải qua 2-3 bước, ta thường gọi là nhân giống cấp 1, cấp 2, cấp 3 v.v... tuỳ thuộc vào quy mô sản xuất. Việc nhân giống thường diễn ra bằng cách nuôi chìm. Các điều kiện nuôi được lựa chọn sao cho chỉ xảy ra sự sinh trưởng chứ không xảy ra sự tạo thành sản phẩm. Ta tiến hành nhân giống trong môi trường dịch rỉ đường như trong sản xuất nhưng các điều kiện nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các yếu tố sinh trưởng thì tối ưu hơn cho sự sinh sản của vi khuẩn. Canh trường nhân giống vi khuẩn là canh trường thuần khiết đi từ một tế bào ban đầu Vi sinh vật nhân giống để đưa vào lên men đảm bảo các yêu cầu công nghệ như sau: - Dịch giống không được tạp nhiễm. - Các tế bào đảm bảo ở độ tuổi sinh lí ở thời gian sinh trưởng tốt nhất, có hoạt tính cao nhất, thường là nữa sau của pha log. - Các thông số kĩ thuật như pH, màu sắc, mùi vị... đúng như quy định của dây chuyền công nghệ. - khi lượng giống đảm bảo về số lượng tế bào: 106 tế bào / ml. Các biến đổi: Sinh học: số lượng tế bào tăng lên nhanh chóng. Hoá sinh: các phản ứng xảy ra dưới sự xúc tác của hệ enzyme của vi khuẩn lactic. •Lên men: Mục đích: khai thác, tăng nồng độ của acid lactic trong dịch lên men do sự tổng hợp của vi khuẩn Phương pháp thực hiện: Trong sản xuất acid lactic thường sử dụng các loại vi khuẩn đồng hình, trong đó vi khuẩn Lactobacillus delbruckii được sử dụng phổ biến. Cấy giống vi sinh vật vào thiết bị lên men có đảo trộn cơ học. Trong giai đoạn đầu có thể bổ sung O2 để tăng sinh khối vi khuẩn, sau đó loại O2 tiến hành lên men bề sâu trong điều kiện yếm khí. Giống có thể lấy từ quá trình nuôi cấy hoặc đơn giản hơn ta lấy giống của mẻ trước đó. Lượng giống cấy: 10% thể tích dung dich. Nhiệt độ len men là 50 0C trong quá trình lên có nhiêt phát sinh do các phản ứng lên men ta cần làm lạnh ngay và duy trì pH= 5,5. Trong quá trình lên men đối với qui mô sản xuất công nghiệp ta luôn duy trì nhiệt độ tương đối cao khoảng 500C nhằm tạo nhiệt độ tối ưu cho L.delbrueckii và một số giống tương tự hoạt động. Đồng thời ở nhiệt độ cao sẽ giảm nguy cơ nhiễm vi sinh vật lạ không mong muốn làm ảnh hưởng chất lượng của sản phẩm. Quá trình lên men bắt đầu sau 6 giờ tiêm giống vào dịch lên men. Ta có thể nhận biết sự lên men dựa vào lượng CO2 sinh ra do phản ứng của CaCO3 và acid trong dung dịch. Thời gian lên men 2-6 ngày. Bổ sung CaCO3 dưới dạng vôi mịn để trung hòa lượng acid tạo thành nhằm tránh hiện tượng ức chế sự phát triển của vi khuẩn lactic, tạo lactate canxium. Cho vôi mịn khoảng 3-4 lần 1 ngày, số lượng cho vào tùy thuộc vào lượng acid sinh ra, duy trì lượng pH dung dịch len men ở mức độ 5-6. Thực hiện khuấy trộn trong quá trình lên men. Các yếu tố ảnh hưởng: Ảnh hưởng của thành phần môi trường nuôi cấy Trong nghiên cứu vi khuẩn lactic, thường sử dụng các môi trường như: MRS, MRS tổng hợp, M17, môi trường cao nấm men, nước chiết cà chua, môi trường sữa, huyết thanh sữa…. Vi khuẩn lactic thuộc loai vi sinh vật dị dưỡng. Nguồn năng lượng cần thiết cho hoạt động sống và phát triển của chúng là nguồn năng lượng do trao đổi chất với môi trường ngoài. Để duy trì sự sống, điều hòa quá trình chuyển hóa trong tế bào, chúng cần sử dụng nguồn glucid có trong môi trường dinh dưỡng làm nguồn cacbon (chủ yếu là đường glucose), nguồn nitơ (cao nấm men, acid amin…), vitamin, muối khoáng và các nguyên tố vi lượng. Mặt khác, khi nồng độ muối cao (> 6.5%) hoặc khi có mặt các chất kháng sinh (penicillin, chloramphenicol…) có thể ức chế sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn lactic. Vì vậy, ta cần bổ sung các nguồn dinh dưỡng trên với liều lượng thích hợp nhất giúp vi khuẩn lactic phát triển tốt, nâng cao hiệu suất lên men. Ảnh hưởng của pH môi trường Mỗi loại vi sinh vật thích hợp với một giá trị pH nhất định của môi trường nuôi cấy. pH tối ưu cho sự phát triển của vi khuẩn Lactobacillus delbruekii nằm trong khoảng 5-6 , quá trình lên men bị ức chế mạnh ở pH dưới 4.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ :Nhiệt độ của môi trường có ảnh hưởng sâu sắc đến hoạt động sống của tế bào vi khuẩn. Nếu nhiệt độ quá thấp sẽ gây ức chế đến sự sinh trưởng của tế bào, thời gian lên men chậm, hiệu suất lên men thấp. Nếu nhiệt độ quá cao ngoài việc gây ức chế còn có thể gây chết tế bào. Trong quá trình lên men lactic ta cần thực hiện quá trình lên men yếm khí để thu nhận sản phẩm đạt hiệu quả cao nhất. Ảnh hưởng của nồng độ acid Acid lactic là sản phẩm chính của quá trình lên men lactic do hoạt động sống của vi khuẩn lactic tạo nên. Các vi khuẩn này chịu được acid, tuy nhiên với lượng acid tích lũy trong môi trường ngày càng nhiều sẽ làm ức chế sự phát triển của chúng. Điều này giải thích được sự thay đổi hình thái của vi khuẩn lactic khi ủ chua thức ăn hay ủ chua rau quả. Để giúp vi khuẩn lactic phát triển bình thường, không bị chính các sản phẩm do chính bản thân chúng tạo ra ức chế, người ta cho vào môi trường các chất đệm thích hợp với một lượng vừa đủ để trung hoà lượng acid sinh ra.Điều này được ứng dụng trong sản xuất acid lactic. Người ta dùng chất đệm là CaCO3 để chuyển acid lactic sang dạng lactate calcium, sau đó là quá trình xử lý lactate calcium để thu hồi acid lactic. •Tạo lactate canxium . Mục đích :thu hồi axit lactic •Tinh sạch sản phẩm Sản phẩm sau khi được tách calcium ta thu được acid lactic thô và đưa qua công đoạn tinh sạch. Có ba cách tinh sạch sản phẩm thường dùng là lọc bằng than hoạt tính, trao đổi ion hoặc sử dụng dung môi hữu cơ là methylic. •Cô đặc chân không: Mục đích: hoàn thiện sản phẩm, tăng nồng độ acid lactic để dễ dàng bảo quản, vậnchuyển.
3.3.3.6. Ứng dụng của acid lactic trong công nghệ thực phẩm: Spoiler: click to toggle Sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa: Các sản phẩm lên men từ sữa như: sữa chua, phomat, bơ,...Các quá trình chuyển hóa trong sản xuất đều làm cho sản phẩm thêm giàu dinh dưỡng và tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm Lên men sữa chua: Lên men sữa chua làm tăng giá trị dinh dưỡng có tác dụng trị bệnh đường ruột giúp ăn ngon dễ tiêu hóa bảo quản sữa tươi lâu hơn khỏi bị hư hỏng. Nguyên tắc làm sữa chua là do sự phát triển của vi khuẩn lactic làm pH giảm mạnh, cazein trong sữa bị đông tụ. Sữa từ dạng lỏng chuyển sang dạng keo sệt và có mùi vị thơm ngon. Quá trình làm sữa chua người ta phải sử dụng hai chủng vi khuẩn lactic đồng hình và dị hình. Vi khuẩn lactic đồng hình lên men nhanh làm giảm pH, vi khuẩn lactic dị hình lên men chậm và tạo thành mùi thơm đặc trưng của sữa chua. Sản xuất phomat: để sản xuất phomat người ta dùng enzyme đông kết thu cazein trong sữa, sau đó tiếp tục cho lên men với nồng độ muối loãng. Tuỳ loại phomat mà trong quá trình ủ chín người ta sử dụng các loài vi sinh vật khác nhau. Các loại vi sinh vật thường được sử dụng để làm chín phomat là: vi khuẩn propionic, nấm mốc… Sản xuất dưa chua: Trong rau quả vi khuẩn sẽ phát triển tạo ra acid lactic và acid acetic cùng với một số chất hữu cơ khác. Các acid hữu cơ này làm giảm pH của dịch chống lại hiện tượng gây thối rau quả. Bên cạnh đó làm tăng hương vị của khối ủ chua rau quả. Vì vậy sản xuất sữa chua cũng như muối chua rau quả là quá trình vừa mang ý nghĩa chế biến vừa mang ý nghĩa bảo quản. Sản xuất tương: Trong sản xuất tương quá trình lên men lactic tạo pH thích hợp cho sản phẩm và tăng hương vị cho sản phẩm. Muối chua rau quả Muối chua rau quả nhằm hai mục đích cơ bản sau đây: bảo quản nguyên liệu và làm tăng giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan của rau quả. Nguyên tắc để muối chua rau quả là tạo điều kiện để phát triển vi khuẩn lactic đồng thời hạn chế tác dụng của vi khuẩn gây thối rữa. Hiện nay có rất nhiều sản phẩm rau quả muối chua được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Ứng dụng trong sản xuất các loại sữa bột và bột giàu canxi: Bổ sung Lactate calcium vào thành phần sữa bột dinh dưỡng, bánh ngọt, bánh nướng,…
3.4. Công nghệ sản xuất acid amin 3.4.1. Khái niệm chung
Spoiler: click to toggle Acid amin, là acid hữu cơ gồm 20 loại: lyzin, methionin, treonin… Acid amin thường chứa nhóm –NH2 và –COOH (nhóm amin và nhóm cacboxyl) và có cấu trúc đặc trưng sau:  3.4.2. Vai trò của aa trong công nghệ thực phẩm:
Spoiler: click to toggle Phụ gia tạo vị: glutamat Dinh dưỡng: - Axít amin (amino acid) là thành phần chính tạo nên giá trị dinh dưỡng riêng biệt của các phân tử protein, rất cần cho sự sống. Trên thực tế, có 8 loại axít amin liên kết chặt chẽ với nhau, kích thích cơ thể phát triển mạnh mẽ. Nếu thiếu 1 trong 8 loại quan trọng này có thể dẫn đến một số bệnh nguy hiểm đáng tiếc xảy ra. Một số aa thông dụng: Histidine - Histidine giúp cơ thể phát triển và liên kết mô cơ bắp với nhau. Nó còn có tác dụng hình thành màng chắn myelin, một chất bảo vệ bao quanh dây thần kinh và giúp tạo ra dịch vị, kích thích tiêu hóa. - Histidine có nhiều trong các dạng thực phẩm như thịt, sữa, cá, gạo, bột mì Phenylalanine - Phenylalanine là một axít amin có chức năng bồi bổ não, tăng cường trí nhớ, và tác động trực tiếp đến mọi hoạt động của não bộ. Ngoài ra, nó có thể làm tăng lượng chất dẫn truyền xung động thần kinh, và tăng tỷ lệ hấp thụ tia UV từ ánh sáng mặt trời, giúp tạo ra vitamin D nuôi dưỡng làn da. - Tuy nhiên, nếu dùng phenylalanine nhiều, có thể dẫn đến độc hại, nên cần hạn chế. Phenylalanine có trong sữa, hạnh nhân, bơ, lạc, các hạt vừng Lysine - Nhiệm vụ quan trọng nhất của loại axít amin này là khả năng hấp thụ canxi, giúp cho xương chắc khỏe, chống lão hóa cột sống, duy trì trạng thái cân bằng nitơ có trong cơ thể, do đó tránh được hiện tượng giãn cơ và mệt mỏi. Ngoài ra, lynsine còn có tác dụng giúp cơ thể tạo ra chất kháng thể và điều tiết hormone truyền tải thông tin. - Nguồn thực phẩm chứa lynsine: Phô mai, khoai tây, sữa, trứng, thịt đỏ, các sản phẩm men. Leucine - Leucine tương đối quan trọng trong quá trình điều chỉnh hàm lượng đường trong máu; nên sẽ tốt cho bệnh nhân mắc chứng “hyperglycemica”, hoặc những người mong muốn đốt cháy chất béo nhanh chóng. Hơn nữa, loại axít amin này còn có chức năng duy trì lượng hormone tăng trưởng để thúc đẩy quá trình phát triển mô cơ. - Nguồn thực phẩm chứa leucine: Đậu tương, đậu lăng, lòng đỏ trứng, hạnh nhân, cá, lạc, tôm Methionine - Axít amin này đặc biệt cần thiết cho nam giới nếu muốn phát triển cơ bắp cuồn cuồn vì nó nhanh chóng phân hủy và đốt cháy chất béo, đồng thời tăng thêm lượng testosterone sinh dục nam. Ngoài ra, menthinine hỗ trợ chống chữa kiệt sức, viêm khớp và bệnh gan.. - Nguồn thực phẩm chứa methinnine: Thịt, cá, đậu đỗ tươi, trứng, đậu lăng, hành, sữa chua, các loại hạt Isoleucine - Loại axít này đóng vai trò sống còn trong quá trình phục hồi sức khỏe sau quãng thời gian luyện tập thể dục thể thao. Đồng thời nó giúp điều tiết lượng đường trong máu, hỗ trợ quá trình hình thành hemoglobin và đông máu. - Nguồn thực phẩm chứa isoleucine: Thịt gà, cá, hạnh nhân, hạt điều, trứng, gan, đậu lăng và thịt bò. Threonine - Chức năng chính của threonine là hỗ trợ hình thành collagen và elastin - hai chất liên kết tế bào trong cơ thể. Ngoài ra, nó rất tốt cho hoạt động gan, tăng cường hệ miễn dịch và thúc đẩy cơ thể hấp thụ mạnh các dưỡng chất. - Tuy nhiên, những người ăn chay cần phải cân nhắc loại axít amin này vì nó tồn tại chủ yếu trong thịt. Và để bổ sung threonine, bạn có thể ăn phó mát làm từ sữa đã gặn kem, gạo tấm, đậu tươi, lạc, hạt điều. Thế nhưng hàm lượng amin này trong các nguồn trên lại rất thấp, nên buộc phải dùng sinh tố bổ sung. - Nguồn thực phẩm chứa nhiều threonine nhất: Thịt, cá, trứng Valine - Loại axít amin này chữa lành tế bào cơ và hình thành tế bào mới, đồng thời giúp cân bằng nitơ cần thiết. Ngoài ra, nó còn phân hủy đường glucozơ có trong cơ thể. Nguồn thực phẩm chứa valine: Sữa, thịt, ngũ cốc, nấm, đậu tương và lạc - Axít amin có tác dụng điều hòa protein hỗ trợ bạn trong quá trình ăn kiêng và luyện tập thể dục thể thao. Do đó, bạn cần hấp thụ 8 loại đã liệt kê ở trên.
3.4.3. Những PP sản xuất aa
Spoiler: click to toggle - Có rất nhiều pp sản xuất aa như: • Pp thủy phân • Pp tổng hợp hóa học • Pp kết hợp • Pp tổng hợp aa bằng công nghệ VSV - Trong đó, ta thường sử dụng Pp VSV vì pp này cho phép ta thu nhận aa dạng L. Nguyên liệu sản xuất rẻ, dễ kiếm. Tốc độ chao đổi chất, tốc độ sinh sản của VSV cao cho ta năng xuất cao. Giá thành sản phẩm thấp. 3.4.4. Sản xuất aa bằng công nghệ VSV
Spoiler: click to toggle Trong quá trình sinh trưởng, phát triển, VSV tiến hành sinh tổng hợp aa trong tế bào của nó. Sau đó các acid amin được giải phóng ra khỏi tế bào và ra MT. chính vì thế mà người ta đã sử dụng VSV sản xuất aa theo quy mô công nghiệp.  - Như vậy, việc sản xuất acid amin bằng công nghệ vi sinh vật là một quá trình thu nhận aa tự do từ quá trình tổng hợp của tế bào VSV. Đây là điểm khác nhau cơ bản của PP này với PP thủy phân. Do đó, việc điều khiển quá trình sản xuất chính là việc điều khiển quá trình sống của tế bào.Đây là một vấn đề phức tạp gồm hang loạt các công việc điều khiển có liên quan đến tế bào sống nên đòi hỏi kiến thức rất sâu về VSV và các kỹ thuật hóa lý. Mặt khác, mỗi aa đòi hỏi một công nghệ riêng, chúng hoàn toàn không giống nhau trong khi vận hành sản xuất.
|
- Posts:
- 7
- Group:
- Members
- Member
- #94
- Joined:
- Feb 13, 2011
|
III. Tổng kết
1. Tầm quan trọng của pp sản xuất
Spoiler: click to toggle - Sản xuất acid hữu cơ bằng PP truyền thống lên men nhờ VSV đang là PP quan trọng, phổ biến hiện nay do kĩ thuật đơn giản cùng nguồn nguyên liệu rẻ, sản lượng nhanh và nhiều. Tuy nhiên, một số acid hữu cơ không sản xuất bằng PP này thì chúng ta sử dụng bằng PP hiện đại với giá thành cao. Tuy nhiên thì pp hiện đại rất tốn kém nên việc sản xuất này chỉ ở những nước có công nghệ cao. 2. Tình hình sản xuất acid hữu cơ bằng pp truyền thống và hiện đại ở Việt Nam
Spoiler: click to toggle - Sử dụng PP truyền thống là PP khá phổ biên sở VN do PP dễ sử dụng, nguồn nguyên liệu rẻ, phù hợp với nước đang ở giai đoạn phát triển. - Đối với PP hiện đại thì hầu như ít được sử dụng do trình độ kĩ thuật cao, chi phí cao và dụng cụ hiện đại. 3. Hướng phát triển ứng dụng của công nghệ sinh hoc trên thế giới
Spoiler: click to toggle Công nghệ sinh học (CNSH) đã làm nên nhiều điều kỳ diệu trong cuộc sống con người hiện đại, nó mở ra các khả năng mới trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên trong lĩnh vực này vẫn còn có nhiều sự bàn cãi, tranh luận chưa ngã ngũ. Điển hình như phát minh nhân bản vô tính cừu Dolly, và các phạm vi áp dụng trên con người,... Tác giả điểm qua vài nét trong hướng phát triển ứng dụng của CNSH, qua đó chúng ta có thể nắm một cách sơ lược về tình hình phát triển của CNSH hiện nay và xu hướng phát triển mạnh nhất của nó sẽ ở nước nào trên thế giới. Từ đầu những năm 80,CNSH đã vượt lên đi song hàng cùng công nghệ tin học trong lĩnh vực thu hút đầu tư chất xám cũng như lĩnh vực đầu tư tài chính. Với sự cạnh tranh giữa 3 "cực" lớn Mỹ, Nhật và Liên hiệp Châu Âu (EU), sang thế kỷ 21 CNSH sẽ trở thành một công nghệ thương mại hóa hàng đầu, hơn cả những gì mà công nghệ điện tử và tin học đã làm được trong thế kỷ 20.
Để dễ theo dõi vấn đề, trước tiên chúng ta hãy cùng nhau điểm qua tình hình CNSH. Hiện nay, người ta quan niệm CNSH (Biotechnology) gồm một loạt các kỹ thuật sinh học phân tử dùng các cơ thể sống hoặc từng phần của cơ thể sống để tạo ra các sản phẩm có ích cho con người. Sức mạnh của CNSH là dựa trên khả năng hợp đồng tập thể của nhiều kỹ thuật như hợp nhất tế bào, tái tổ hợp di truyền, phản ứng chuỗi nhờ men polymerase v.v... nhằm thao tác và biến đổi các gen của cơ thể sống một cách có mục tiêu. Thực tế là trong 2 thập kỷ 70 và 80 các nhà khoa học đã dần dần thành thạo trong việc nhận dạng, chuyển và tách các gen đặc hiệu nhằm làm cho con người có thể "chế tạo di truyền học" các cơ thể rất khác nhau dù đó là vi khuẩn, cây trồng hay động vật nuôi. Triển vọng của CNSH thật hấp dẫn: Gen sai hỏng có thể được thay thế bằng gen lành để chữa bệnh; cung cấp cho cây trồng khả năng chống virus gây bệnh nhờ ghép gen lấy từ vi khuẩn, biến các vi sinh vật thành "nhà máy" sản xuất các Hormon hay dược phẩm, sản xuất các Enzym công nghiệp hoạt động như các chất làm sạch, thuốc nhuộm, chất tẩy mầu v.v.. Đặc biệt trong lĩnh vực dược phẩm, CNSH là cơ sở phát minh ra nhiều phương pháp tạo các thuốc mới và các hãng dược phẩm đã nhanh chóng bỏ ra hàng tỷ đô la để cải tiến và xây dựng các Labo thuốc cao tốc (highspeed drug labs) nghiên cứu thuốc mới với tốc độ cực nhanh chứ không phải mất hàng chục năm mới triển khai được một thuốc mới như trước đây. Trong lĩnh vực nông nghiệp, sau nhiều thế kỷ cải tiến cây trồng và vật nuôi bằng cách lai giống hoặc gây biến dị vừa tốn nhiều thời gian mà thuộc tính mới lại không chắc chắn, từ đầu những năm 80 người ta đã dùng CNSH đưa các gen vào cây trồng và vật nuôi để có những đặc tính mong muốn. Trong 15 năm qua, người ta đã tạo được nhiều giống mễ cốc, đậu tương, hạt có dầu, bông vải mang gen chống sâu bệnh hoặc kháng được các thuốc trừ cỏ dại, hoặc có chất lượng cao hơn. Người ta ước tính hiện nay trên thế giới hơn một nửa đậu tương và khoảng một phần ba mễ cốc được trồng từ những hạt giống có chuyển gen chống côn trùng và bệnh cây. Trong khoa học hình sự, năm 1986 người ta bắt đầu áp dụng CNSH trong việc nhận dạng "dấu vân di truyền" (genetic prints) qua xét nghiệm phân tích ADN thu được từ các mẫu sinh học (máu, tóc, tinh dịch v.v...) tìm thấy trên hiện trường. Đến những năm 90 thì dấu vân sinh học của người đã được ứng dụng khá rộng rãi trong các mục đích pháp lý hoặc y học.
Đặc biệt, trong năm 1998 vừa qua các nhà nghiên cứu khoa học đã xúc tiến cực nhanh việc kết hợp giữa sinh học và kỹ nghệ đã tạo ra không ít những cơn lốc xoáy trong lĩnh vực này. Tháng 5 năm 1998, J.Craig Ventor - nhà nghiên cứu hàng đầu về trình tự chuỗi gen (gene sequencing) đã cộng tác với một hãng bán các máy xác định trình tự chuỗi gen để hoàn thành việc lập bản đồ genome (tức toàn bộ tập hợp gen) của người vào năm 2001 với chi phí 300 triệu USD, trong khi đó Dự án genome người (Human Genome Project) của nhà nước Mỹ với thời gian hạn định mãi đến năm 2005 mới hoàn thành và chi phí tới 3 tỷ USD. Chưa hết, chỉ 3 tháng sau đó (tức tháng 8 năm 1998) một hãng khác tuyên bố có thể hoàn thành đề án này trong 2 năm (tức là kết thúc vào năm 2000). Những sự kiện trên đã khiến cho ngay giữa năm 1998 những người lãnh đạo khoa học của Dự án nhà nước "Human Genome" phải đồng ý gia tăng nỗ lực và gọt dũa lại đề cương để hoàn thành vào năm 2001.
Nếu như trong thế kỷ 20, các kỹ nghệ hóa học và điện tử đã lớn lên từ những chương trình nghiên cứu phân tán để thành những người khổng lồ toàn cầu, thì trước thềm của thế kỷ 21 nhiều bước đột phá quyết định trong lĩnh vực CNSH và tốc độ kỹ nghệ hóa, thương mại hóa của CNSH đang tăng nhanh khiến cho các tập đoàn kỹ nghệ và thương mại đang dần trở thành nơi thu hút chính các nhà khoa học của chuyên ngành này. Tất nhiên, quá trình kỹ nghệ hóa và áp dụng trên qui mô rộng của CNSH cũng đặt ra nhiều vấn đề về "Đạo đức sinh học" (Bioethics) mà các nhà đạo đức sinh học đang cảnh báo là cần có những quan tâm đặc biệt. Thí dụ tháng 11 năm 1998, 2 nhóm nghiên cứu của Mỹ báo cáo đã phân lập được các tế bào gốc từ bào thai người (human embryonic stem cells) .Khi nuôi cấy các tế bào này (lấy từ các ca nạo thai cho phép vì lý do y học), trong quá trình phân chia chúng sẽ trở nên biệt hóa hơn và có thể thành tế bào của bất cứ tổ chức nào của cơ thể như xương, ruột, các tế bào máu v.v... Điều này mở ra khả năng cung cấp các mô ghép một cách dồi dào, an toàn và dùng để chữa những bệnh đặc biệt do thoái hóa tế bào, chẳng hạn có thể cấy các neuron (tế bào thần kinh) vào não bệnh nhân Parkinson để điều trị bệnh này. Nhưng cơ sở pháp lý cho những công việc loại này rất khác nhau ở các nước châu Âu nói chung, ở Mỹ nói riêng và còn nhiều điều khác nữa đang phải bàn luận thêm.
Sự cạnh tranh trong CNSH được thể hiện rõ nhất giữa 2 "cực" lớn nhất là Nhật và Mỹ. Các nhà dự báo khoa học cho rằng: Tương tự như trong ứng dụng kỹ nghệ trước đây, CNSH dù được đẻ ra ở Hoa Kỳ nhưng có thể vẫn được khai thác tốt nhất ở Nhật vì sự dầm vốn, lành nghề trong sản xuất, chuyên chú vào việc tạo sản phẩm và cải tiến sản phẩm. Mặc dầu vậy, trong 20 năm qua Mỹ vẫn luôn dẫn đầu trong CNSH vì 2 lý do chủ yếu sau đây:
• Tuy Nhật có ưu thế trong việc tạo ra sản phẩm nhưng kỹ thuật chế tạo vẫn chưa trở thành nguồn cạnh tranh chính trong CNSH. Đó là vì CNSH vẫn còn phụ thuộc rất nhiều vào việc làm sáng tỏ các cơ chế bệnh và các chức năng chuyển hóa trong cơ thể sống (thuộc lĩnh vực của nghiên cứu cơ bản) để có thể triển khai các sản phẩm có ích về mặt thương mại.
• Ưu việt của Mỹ là các cấu trúc nghiên cứu khoa học cơ bản. Chính phủ Mỹ không những ủng hộ các nghiên cứu sinh học cơ bản trong y tế và nông nghiệp mà còn khuyến khích các nhà nghiên cứu trong cả khu vực nhà nước cũng như tư nhân. Chính các viện hàn lâm Mỹ có vai trò xúc tác cho việc chuyển công nghệ từ các phòng thí nghiệm của các trường đại học sang khu vực tư nhân.
Còn ở Nhật thì sao? ở Nhật chi phí cho nghiên cứu khoa học về CNSH chủ yếu là cho "kỹ thuật chế tạo bằng quá trình sinh học" (Bioprocess engineering) hơn là cho nghiên cứu cơ bản. Các nghiên cứu về khoa học sinh học không được đầu tư đầy đủ và việc chuyển từ khu vực nhà nước sang khu vực tư nhân bị hạn chế. Người Nhật dựa vào Mỹ và các nước châu Âu cung cấp các "đột phá" (breakthroughs), rồi bằng cách áp dụng nhanh với sự lành nghề đáng kể trong quá trình triển khai và nâng bậc kỹ nghệ, họ có thể nhẩy lên hàng đầu và nắm phần lớn thị phần trên thị trường thế giới về các sản phẩm CNSH. Người Nhật cũng đã làm như vậy thời kỳ sau đại chiến thế giới lần thứ hai để trở nên nhà sản xuất hàng đầu các acid amin, vitamin và kháng sinh dựa trên các công nghệ lên men cổ điển. Trong khi CNSH Mỹ tập trung vào lĩnh vực y dược thì Nhật lại tập trung nhiều hơn vào các lĩnh vực nông nghiệp, hóa học và môi trường. Trong những năm qua, các sản phẩm CNSH vẫn đều đặn thâm nhập thị trường và doanh số thế giới có thể lên đến 50 tỷ USD vào năm 2000 nhưng bước tiến này vẫn được coi là chậm hơn nhiều so với mong đợi. Sở dĩ như vậy vì 2 lí do sau :
-Phát minh và triển khai thì có thể nhanh nhưng thương mại hóa một sản phẩm sinh học thì khó hơn nhiều.
-Các mối quan tâm đến an toàn và sức khỏe cũng như đạo đức sinh học (bioethics) khiến cho nhiều ứng dụng CNSH được xã hội chấp nhận một cách dè dặt và chậm chạp, đặc biệt là các ứng dụng ngoài lĩnh vực y học. Nhiều tranh luận đã nổ ra và vẫn chưa ngã ngũ về phạm vi áp dụng trên con người sau phát minh nhân bản vô tính cừu Dolly hay việc có dùng hay không dùng làm thực phẩm các vật nuôi và cây trồng có những thuộc tính lạ do ghép gen các loài khác ?
Tóm lại, cho đến nay Mỹ vẫn là nước đi đầu trong CNSH. Hệ thống nghiên cứu khoa học Mỹ đẩy các nhà nghiên cứu suy nghĩ về CNSH như một phương tiện để tạo ra các sản phẩm mới. Trong khi đó hệ thống nghiên cứu khoa học ở Nhật định hướng nhiều hơn vào kỹ thuật sản xuất. Không phải không có cơ sở khi nói rằng trong một tương lai gần, vị thế tương đối yếu của Nhật trong khoa học sinh học sẽ cản trở các nỗ lực của Nhật trong việc trở thành nước cạnh tranh hàng đầu trong CNSH ở thế kỷ 21. Nếu điều đó được thể nghiệm trong lĩnh vực CNSH thì có thể cũng sẽ dần dần được thể nghiệm trong một số lĩnh vực công nghệ cao khác có tình hình tương tự , thí dụ như trong y học công nghệ cao.
Theo: http://www.sinhhocvietnam.com/vn/modules.php?name=News&file=article&sid=445 Phụ chương Tài liệu tham khảo:
Spoiler: click to toggle - Công nghệ vi sinh : Nguyễn Đức Lượng - Cơ sở di truyền phân tử kỹ thuật gen: TS. Khuất Hữu Thanh - Sinh học 12: bộ giáo dục và đào tạo - Các sản phẩm lên men cổ truyền : Nguyễn thị Hiền - Trang Web: o Tailieu.vn o Ebook.vn o Một số trang Web trích dẫn trong bài.
MỤC LỤC
Spoiler: click to toggle I. Mở đầu. 1 II. Nội dung 2 1. Tổng quan về công nghệ thực phẩm 2 1.1. Khái niệm chung: 2 1.2. Phương pháp: 3 1.2.1 Pp truyền thống : 3 1.2.2 Pp hiện đại 4 1.3. Ứng dụng trong thực phẩm: 7 2. Tổng quan về acid hữu cơ thực phẩm 12 2.1. Khái niệm chung: 12 2.2. Phương pháp và lý do chọn Pp VSV trong sản xuất acid hữu cơ. 12 2.3. Ứng dụng acid hữu cơ trong thực phẩm: 12 3. Kỹ thuật sản xuất acid hữu cơ thực phẩm từ Vi Sinh Vật 14 3.1. Axit Citric 14 3.1.1. Giới thiệu chung 14 3.1.2 Lịch sử 14 3.1.3 Ứng dụng 15 3.1.4 Qui trình sản xuất 15 3.1.4.1 Các vi sinh vật sử dụng trong quá trình lên men axit citric : 15 3.1.4.2 Nguồn cơ chất sử dụng trong quá trình sản xuất axit citric: 17 3.1.4.3 Sơ đồ qui trình sinh tỗng hợp axit citric: 20 3.1.4.4 quá trình lên men trong sản xuất axit citric 20 3.1.4.5 các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men. 22 3. 2 Kỹ thuật sản xuất acid acetic 22 3.2.1. Khái niệm chung: 22 3. 2.1.1 giới thiệu: 22 3.2.1.2 Thành phần dinh dưỡng của giấm: 23 3.2.2. Nguyên liệu và vi sinh vật: 23 3.2.2.1. Nguyên liệu. 23 3.2.2.2. Vi khuẩn sử dụng lên men giấm. 29 3.2.3.Cơ sở lí thuyết của quá trình lên men Acetic: 30 3.2.4. Các phương pháp lên men: 31 3.2.4.1. Phương pháp lên men chìm: 31 3.2.4.2. Phương pháp kết hợp: 31 3.2.4.3. Phương pháp lên men chậm. 31 3.2.4.4. Phương pháp lên men nhanh. 32 3.2.5. Quy trình công nghệ sản xuất: 34 3.2.6. Một số ứng dụng quan trọng của acid acetic: 35 3.2.6.1 Sản xuất este 35 3.3. Kĩ thuật sản xuất acid lactic: 36 3.3.1 Khái niệm: 36 3.3.2. Tình hình sản xuất acid latic: 38 3.3.3 Công nghệ sản xuất acid lactic: 38 3.3.3.1 Nguyên liệu 38 3.3.3.2 Cơ chế lên men lactic 39 3.3.3.3 Chuẩn bị nguồn cơ chất 41 3.3.3.4 Chuẩn bị môi trường nuôi cấy 43 3.3.3.5 Qui trình sản xuất 44 3.3.3.6. Ứng dụng của acid lactic trong công nghệ thực phẩm: 52 3.4. Công nghệ sản xuất acid amin 53 3.4.1. Khái niệm chung 53 3.4.2. Vai trò của aa trong công nghệ thực phẩm: 54 3.4.3. Những PP sản xuất aa 57 3.4.4. Sản xuất aa bằng công nghệ VSV 57 III. Tổng kết 58 1. Tầm quan trọng của pp sản xuất 58 2. Tình hình sản xuất acid hữu cơ bằng pp truyền thống và hiện đại ở Việt Nam 58 3. Hướng phát triển ứng dụng của công nghệ sinh hoc trên thế giới 58

|