Xem mẫu
- Chương 2: Các quá trình lên men
2.1. Quá trình lên men rượu
2.2. Quá trình lên men lactic
2.3. Quá trình lên men propionic
2.4. Quá trình lên men butyric và axeton - butanol
2.5. Quá trình lên men axetic
2.6. Quá trình lên men xitric
2.7. Một số quá trình lên men khác
1
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.1. Cơ chế của quá trình lên men rượu
2.1.1.1. Sự lên men rượu thông thường (pH = 4÷ 5)
EMP
C6H12O6 CH3COCOOH
Glucoza A. pyruvic
NAD NADH2
CO2
C2H5OH CH3CHO
Rượu etylic Aldehyt axetic
* Thời kỳ cảm ứng: glyxeraldehyt-3P glyxerin-3P cuối cùng
Quá trình hô hấp kỵ khí (yếm khí): Chất nhận hydro glyxerin
Phương trình Neuberg 1:
* Thaldehyt axetic (mộtaxetic nhữượu ản phẩm hữu cơ trung gian)
là ời kỳ tĩnh: Aldehyt trong r ng s etylic
Glucoza + 2ADP + 2Pvc 2 Etanol + 2 CO2 2 2 ATP
+
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.1. Cơ chế của quá trình lên men rượu
2.1.1.2. Sự lên men rượu trong điều kiện kiềm và axit yếu
Glucoza
EMP
Axit pyruvic Glyxeraldehyt 3P
CO2 H3PO4
Axetaldehyt Glyxerin
(pH ~ 7) NaHSO3 Na2CO3 (pH =5,5÷ 6)
Axetalsunfonat natri Axit axetic Ruợu etylic
CH3CHOHSO3Na
Phương trình Neuberg 2:
3:
2Glucoza + H2O Etanol axetalsufonat natri + + 2 CO2
Glucoza Glyxerin + + Axetic + 2 Glyxerin CO2
3
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.2. Vi sinh vật lên men rượu
2.1.2.1. Nấm men
Nấm Hình
Đặc điểm chung: men cầu, trứng hoặc elip; tồn tại đơn lẻ hoặc
Vi khuẩn
từng cặp; hô hấp tùy tiện; khuẩn lạc tròn bóng, đều đặn, màu vàng
sáng Nấm mốc
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces carlsbergensis
Saccharomyces elipsoideus
Schizosaccharomyces pombe
Kluyveromyces sp
Phân loại
- Nấm men nổi: Cường lực lên men lớn, tạo nhiều CO2; Top ~
20÷ 280C; sản xuất rượu cồn, bánh mỳ, bánh ngọt; Sarcharomyces
cerevisiae
- Nấm men chìm: Cường lực lên men yếu, tạo ít CO2,4 op ~ 5 ÷ 100C;
T
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.2. Vi sinh vật lên men rượu
2.1.2.2. Vi khuẩn
Sarcina ventriculi : EMP, pyruvatdecacboxylaza
Glucoza + 2ADP + 2Pvc 2 Etanol + 2CO2 + 2ATP
Zymomonas mobilis : Entner- Doudoroff (KDPG)
Glucoza + ADP + Pvc 2 Etanol + 2CO2 + ATP
VK lactic dị hình, TK đường ruột, Clostridium: rượu là sản phẩm phụ
2.1.2.3. Nấm mốc
Mucor (Mucor rouxii) Ứng dụng trong sản xuất rượu
cồn từ tinh bột
5
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men rượu
2.1.3.1. Nồng độ đường
Tất cả nấm men: đường đơn (glucoza, fructoza) hoặc đường đôi
(saccaroza, maltoza); Saccharomyces lactis đường lactoza; nấm
men bánh mì đường galactoza
Nồng độ đường thích hợp 8 ÷ 20%; rượu cồn 14 ÷ 20%; rượu vang
16 ÷ 25%; bia 9 ÷ 12%
Nồng độ đường 35% : đình chỉ khả năng lên men
2.1.3.2. Oxy
Điều kiện yếm khí:
C6H12O6 C2H5OH + CO2 + Q
Điều kiện hiếu khí:
C6H12O6 H2O + CO2 + Q*
6
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men rượu
2.1.3.3. Nồng độ rượu
Khả năng chịu cồn là nồng độ rượu đình chỉ sự phát triển của nấm
men (nuôi cấy ở 300C sau 72h)
Nồng độ rượu 12-14 %: ức chế khả năng lên men (7 ÷ 9 %)
2.1.3.4. pH
2.1.3.5. Nhiệt độ
7
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.4. Ứng dụng của quá trình lên men rượu
2.1.4.1. Sản xuất cồn
2.1.4.2. Sản xuất bia
2.1.4.3. Sản xuất rượu vang và sâmpanh
2.1.4.4. Sản xuất bánh mỳ
8
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.4.1. Sản xuất cồn
Nguồn nguyên liệu
Rỉ đường: Pha loãng xử lý lên men (pH 4,5; T~20 ÷ 280C;
72h 8 ÷ 12% cồn
Tinh bột: Ngô, sắn, khoai, lúa, lúa mì... thủy phân thành đường
(kiềm, axit hoặc enzym); phương pháp Mucor-malt và amilo
Dịch đường sữa (lactoserum): Loại bớt protein xử lý lên men
Dịch kiềm sunfit: Đường tổng số 30% (62% có th ể lên men);
0,5÷ 1,5% etanol, 2 ÷ 8% metanol
Dịch thủy phân gỗ và phế thải nông nghiệp: Thủy phân bằng HCl;
1 ÷ 2% etanol, 0,5 ÷ 1% metanol, este và aldehyt
9
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.4.1. Sản xuất cồn
Yêu cầu đối với nấm men rượu:
Saccharomyces cerevisiae
Tình trạng gen ổn định
Không đòi hỏi nhiều những nhân tố sinh trưởng
Chịu được áp suất thẩm thấu của muối khi rửa nhiều lần
Có khả năng chịu được nồng độ cồn cao
Có khả năng kết bông
10
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.4.2. Sản xuất bia
Nấm men:
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces carlbergensis
Lên men chính:
8-150C, 8 ÷ 12 ngày, dịch đường 8 ÷
12% xuống 2,8 ÷ 3%, độ cồn 3,6 ÷ 5,2%
Lên men phụ:
0- 40C, tích tụ CO2, ổn định hương vị
11
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.4.2. Sản xuất bia
Yêu cầu đối với nấm men:
Khả năng lên men nhanh nhưng không quá phát triển sinh kh ối
Chuyển đổi tốt đường maltoza thành rưọu etylic
Chịu được nồng độ cồn nhất định
Có khả năng chịu được áp suất thẩm thấu cao
Tình trạng gen ổn định theo thời gian
Có khả năng tạo chất thơm
Có khả năng kết bông
12
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.4.3. Sản xuất rượu vang và sampanh
Lên men chính: Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces ellipsoideus
Lên men phụ (malolactic): Lactobaccillus, Pediococcus, Leuconostoc
13
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.4.3. Sản xuất rượu vang và sampanh
Yêu cầu đối với nấm men (Cuinier, 1987)
Chịu được nồng độ đường, CO2 cao
Chịu được nồng độ SO2 cao (200 ppm)
Có khả năng tạo etanol (lớn), este, glyxerol, các axit dễ bay h ơi
Có khả năng phân hủy axit malic
Thích ứng với nhiều thái cực nhiệt độ khác nhau (hoặc cao hoặc
thấp)
Ít đòi hỏi các yếu tố dinh dưỡng phụ
14
- 2.1. Quá trình lên men rượu
2.1.4.4. Sản xuất bánh mì
Nấm men nổi: Saccharomyces cerevisiae
Lên men rượu, lên men lactic ( rượu, CO2 và một số chất thơm)
Yêu cầu đối với nấm men:
• Có khả năng lên men chất khô cao
• Hoạt lực ổn định trong quá trình bảo quản
• Có khả năng thích ứng nhiều mức nhiệt độ khác nhau:
• Có khả năng chịu được áp suất thẩm thấu cao
• Chịu được axit propionic
• Có thể tạo ra nhiều hương thơm
15
- 2.2. Quá trình lên men lactic
2.2.1. Cơ chế của quá trình lên men
2.2.1.1. Lên men lactic đồng hình
2.2.1.2. Lên men latic dị hình
EMP CH3COCOOH
C6H12O6 CH3CHOHCOOH
Glucoza Axit pyruvic Axit lactic
NAD NADH2 NADH2 NAD
C6H12O6 2 CH3CHOHCOOH + Q (Kc)
16
- 2.2.1. Cơ chế của quá trình lên men Quá trình lên men lactic
2.2.
2.2.1.2. Lên men latic dị hình
17
2 C6H12O6 CH3CHOHCOOH + CH3COOH + C2H5OH + CO2
- 2.2. Quá trình lên men lactic
2.2.2. Vi khuẩn lên men lactic
2.2.2.1. Đặc tính chung
Thuộc họ Lactobacteriacceae
Hình thái: cầu khuẩn, trực khuẩn ngắn, dài, kết đôi hoặc chuỗi
Đặc điểm sinh lý: Gram(+); không tạo bào tử, h ầu hết không di
động, hô hấp tùy tiện (kỵ khí hoặc vi hiếu khí); lên men đ ường đ ơn,
đường đôi, đại đa số không lên men tinh bột và các gluxit ph ức t ạp,
nồng độ đường 5 ÷ 20%; yêu cầu đặc biệt về chất sinh trưởng (axit
amin, axit nucleic và vitamin); pHop= 5,5 ÷ 6; Top= 20 ÷ 500C
18
- 2.2. Quá trình lên men lactic
2.2.2. Vi khuẩn lên men lactic
2.2.2.2. Phân loại
Đặc điểm tế bào
Giống Dạng lên men
Hình dạng Kiểu xắp xếp
Streptococcus Cầu Chuỗi Đồng hình
Leunocostoc Cầu Chuỗi Dị hình
Pediococcus
Song cầu
#53. Slide 53 Cầu Đồng hình
(Tứ cầu)
Lactobacillus Đồng hình
Que Chuỗi
#50. Slide 50 Dị hình
Bifidobacterium
Khác nhau Thay đổi Lactic và axetic
#55. Slide 55
19
- 2.2. Quá trình lên men lactic
2.2.2. Vi khuẩn lên men lactic
Streptococcus :
- Nhóm ưa nhiệt (Top= 450C): Str. thermophilus
- Nhóm ưa ấm (Top= 100C): Str. cremoris,, Str. lactis
Leunocostoc: Axit lactic (-), rượu etylic và CO2 ; Top= 20 ÷ 300C; citrat
của sữa → diaxetyl, axetic ; Leuconostoc cremoris, Leu. lactis
Pediococcus: P. cerevisae, P. halophilus, P. acidilactic
Lactobaccillus:
- VK lên men điển hình: L. acidophilus,; L. delbrueckii
- VK lên men dị hình: L. brevis, L. lycopyersici
20
nguon tai.lieu . vn
