Tài liệu Các quá trình vi sinh quan trọng liên quan đến thực phẩm pptx

3.Lên men butyric• Quá trình lên men butyric là quá trình phân giải yếm khí đường cho axit butyric và một số sản phẩm phụ dưới tác dụng của vi sinh vật... pH môi trường • pH thích hợp

Các quá trình vi sinh quan

trọng liên quan đến thực phẩm

QUÁ TRÌNH LÊN MEN KỴ KHÍ

I Lên men rượu:

1.1 Cơ chế

1.2.Vi sinh vật lên men rượu

1 Nấm men

• Nấm men lên men nổi: Người ta thường sử dụng

để sản xuất cồn và bánh mì

Tiêu biểu là loài Saccharomyces cerevisiae

• Nấm men chìm: Tiêu biểu là loài Saccharomyces

ellipsoideus

Nấm men chìm thường dùng trong sản xuất bia,

rượu vang, sâmpanh.

1.2.Vi sinh vật lên men rượu

1.2.Vi sinh vật lên men rượu

3 Vi khuẩn

Một số vi khuẩn:

• Sasina ventriculi, Zymononas mobylis, ngoài ra còn

có vi khuẩn lactic dị hình, vi khuẩn đường ruột

hay Clostridium

• sx rượu vang, nồng độ đường 16 ÷ 25%

• sản xuất bia, nồng độ đường từ 9 ÷ 12%.

2 Lên men lactic

2.1 Cơ chế

• Lên men đồng hình

2 Lên men lactic

• Lượng axit lactic tạo thành chiếm hơn 90%

• Chỉ một lượng nhỏ pyruvat bị khử cacbon để tạo

thành axit axetic, etanol, CO 2 và axeton

2 Lên men lactic

• b Lên men lactic dị hình (không điển hình)

Trong trường hợp này chỉ có 40% lượng đường tạo thành axit lactic Ngoài ra còn có các sản phẩm phụ khác như: axit axetic, etanol, axit sucxinic,

CO 2

2 Lên men lactic

2.2 Vi khuẩn lên men lactic

a Đặc điểm

• Vi khuẩn lên men lactic thuộc họ Lactobacterium

• Quá trình lên men xảy ra trong môi trường pH từ

5,5 ÷ 6

• Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men từ 15 ÷

50 o C.

2 Lên men lactic

2 Lên men lactic

• Lên men dị hình:

• + Streptobacterium hassice fermentatae: lên men

chua rau cải Khi lên men rau cải chua tạo thành axit lactic, axit axetic, rượu etylic và CO 2

• + Lactobacterium lycopersici

2 Lên men lactic

2.3 Ứng dụng

a Sản xuất axit lactic

b Chế biến các sản phẩm sữa

c Muối chua rau quả

d Ủ chua thức ăn gia súc

3.Lên men butyric

• Quá trình lên men butyric là quá trình phân giải

yếm khí đường cho axit butyric và một số sản

phẩm phụ dưới tác dụng của vi sinh vật.

Ngoài axit butyric còn có rượu etylic, rượu

butylic, axeton, axit axetic…

3.1.Cơ chế của quá trình lên men

3.Lên men butyric

3.2 Vi sinh vật lên men butyric

• Chủ yếu là các vi khuẩn butyric, chúng rất phổ

biến trong tự nhiên như đất, nước bẩn, sữa,

3.Lên men butyric

3 Ứng dụng

• Trong công nghiệp được dùng làm hương liệu ở

dạng ester như butyrat metan có mùi táo, butyrat etan có mùi lê, butyrat amin có mùi dứa… đây là những chất thơm dùng để sản xuất bánh kẹo, nước hoa, nước giải khát…

3.Lên men butyric

• Quá trình lên men butyric có nhiều mặt gây hại

cho công nghiệp thực phẩm Chúng cản trở sự

hoạt động của nấm men, gây mùi khó chịu và cay trong sản phẩm sữa, làm hư hỏng đồ hộp rau quả

và thịt cá

II QUÁ TRÌNH LÊN MEN HIẾU KHÍ

1 Lên men acetic

• Vi khuẩn lên men axetic

Có hàng chục loài vi khuẩn axetic thuộc họ

Acetobacter Gồm các loài sau đây:

• Acetobacter aceti

• Acetobacter pasteurianum

• Acetobacter xylinum

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá

trình lên men axit axetic

c Nồng độ axit

Quá trình lên men bị ức chế khi nồng độ axít đạt hơn 8%

d Oxi

• bắt buộc phải cung cấp vừa đủ lượng oxi để oxi

hoá rượu thành axit axetic

• Trong sản xuất cần cung cấp 2,5m 3 không khí khi oxi hoá 1 kg rượu khan thành axit axetic

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá

trình lên men axit axetic

e Môi trường dinh dưỡng

• Trong 100 lít rượu 10% cồn cần 500g đường

glucose hay tinh bột đã thuỷ phân, 25g

superphotphat, 25g sunfat amôn, ngoài ra còn bổ sung thêm một số chất sinh trưởng khác.

2 Lên men citric

• Có nhiều loài nấm mốc có

khả năng oxy hóa gluxit thành

axit citric như Rhizopus,

Aspergillus, Penicillium Trong

đó quan trọng nhất là Aspergillus

niger.

Các yếu tố ảnh hưởng

• a Môi trường dinh dưỡng

• Nấm mốc cần đường, tinh bột và các muối vô cơ

• Trong trường hợp môi trường nhiều cabon và ít

nitơ (lượng đường 4 ÷ 20%, nitơ 0.07%, ngoài ra còn bổ sung thêm nguyên tố khoáng như P, Fe, Zn…) thì quá trình tổng hợp axit citric xảy ra

mạnh.

Các yếu tố ảnh hưởng

b pH môi trường

• pH thích hợp cho Aspergillus niger tạo thành axit

citric từ 3 ÷ 4

• Trong quá trình lên men do sự tạo thành axit

citric nên pH giảm mạnh, vì vậy cần phải điều

chỉnh pH của môi trường cho thích hợp.

Các yếu tố ảnh hưởng

c Sự thoáng khí

• cần phải cung cấp không khí cho quá trình lên

men bằng cách thông thoáng khí môi trường

3 Phân hủy hiếu khí cenlulose & pectin

a Cơ chế

• Phân hủy cenlulose và các chất pectin ở điều kiện

hiếu khí dưới tác dụng của những vi sinh vật có hoạt tính enzyme pectinase và cenlulase

b Vi sinh vật phân giải cenlulose và pectin

• Những nấm khác nhau, một số vi khuẩn và xạ

khuẩn.

• Vi khuẩn nhầy Micrococcus Hutchinonii có khả

năng phân giải hiếu khí cenlulose mạnh mẽ

• một số nấm như: Tricoderma.

c Ứng dụng

• Kết quả là cenlulose và các chất hữu cơ trong đất

bị vi sinh vật phân hủy tạo thành chất mùn

• Vi sinh vật phân giải cenlulose – pectin có thể làm

giảm chất lượng đáng kể các nguồn nguyên liệu thực phẩm là thực vật (rau quả)

4 Phân hủy chất béo và axit béo

a Cơ chế

• Tác động của vi sinh vật bắt đầu là sự thủy phân

chất béo thành glyxerin và axit béo tự do

• Glyxerin được nhiều vi sinh vật sử dụng và có thể

bị oxy hóa hoàn toàn tới CO2 và H2O

• Một số vi sinh vật xúc tác quá trình peoxyt của

axit béo được tạo thành Các peoxyt này dễ dàng

bị oxy hóa tiếp theo để tạo thành những sản phẩm trung gian – oxy axit, aldehyt, xeton và …làm cho chất béo có những mùi vị khó chịu.

• Những sản phẩm trung gian tiếp tục được vi sinh

vật sử dụng trong trao đổi chất của chúng và cuối cùng tạo thành CO 2 và H 2 O.

b Vi sinh vật phân hủy chất béo và axit béo

• c.Ứng dụng

• Phân hủy chất béo do vi sinh vật trong điều

kiện tự nhiên (ở đất và nước) xảy ra thường xuyên

và có ý nghĩa rất lớn trong vòng tuần hoàn vật

chất nói chung.

• Trong bảo quản dầu mỡ dài ngày ở điều kiện

không cho phép vi sinh vật phát triển thì sự làm hỏng chất béo có thể là do tác động của ánh sáng hoặc oxy không khí.

3 QUÁ TRÌNH THỐI RỮA

• Thối rữa là quá trình phân hủy các chất protein

dưới tác dụng của vi sinh vật

• Quá trình này được tiến hành thường xuyên trong

tự nhiên, đất, nước, trong cả điều kiện yếm khí và hiếu khí

• Sản phẩm thối rữa có thể làm ô nhiễm môi trường

sống và các vi sinh vật gây thối là nguyên nhân

làm hỏng thực phẩm giàu protein.

• 1.Cơ chế

• Giai đoạn 1:

• Sự thuỷ phân do enzyme protease ngoại bào.

• Quá trình thuỷ phân tạo thành các sản phẩm trung

gian khác nhau.

• Protid  peptone  polypeptit  axit amin

• Giai đoạn 2:

• Các axit amin sau khi được tạo thành do quá trình

thủy phân trên sẽ khuếch tán vào trong tế bào vi sinh vật và được phân hủy tiếp bằng cách khử

nhóm amin hoặc khử nhóm cacboxyl hoặc đồng

thời khử cả hai nhóm để tạo thành NH3, CO2 và các hợp chất hữu cơ tương ứng

• Trong protein ngoài monoaminoaxit còn có các

diaminoaxit, chúng bị phân huỷ để tạo thành

• Khi phân huỷ protid có chứa lưu huỳnh tạo thành

H2S:

• HSCH2CHNH2COOH  CH3CHNH2COOH +

H2S

• Xistein

• Nhiều trường hợp tạo thành dẫn xuất của H2S là

các mercaptan có mùi tanh và hôi thối với một

lượng rất nhỏ.

• Giai đoạn 3:

• Trong điều kiện hiếu khí các chất này được oxi

hoá và có thể được vô cơ hoá hoàn toàn Sản phẩm cuối cùng là: NH3, CO2, H2O, H2S, H3PO4.

• Trong điều kiệm yếm khí các sản phẩm không

được oxi hoá hoàn toàn, trong môi trường sẽ tích

tụ các axit hữu cơ, rượu, amin, trong đó có nhiều chất độc và gây mùi hôi thối.

2.Vi sinh vật gây ra quá trình

phân giải

• Vi sinh vật hiếu khí

• Bacillus mycoides (trực khuẩn đất)

• Bacillus subtilis: phân bố rộng rãi trong thiên

nhiên, phân huỷ protid rất

• Bacillus mensentericus:

• Bacillus cereus: là trực khuẩn thường tồn tại từng

tế bào riêng lẻ Tế bào

• Pseudomonas fluorescens:

• Cromobacterium prodigiosum

• Vi sinh vật yếm khí

• Bacillus putrificum

• Clostridium sporogenes (Bacillus sporogenes)

• một vài loài xạ khuẩn, nấm mốc tham gia phân huỷ protid như: Penicillium, Aspergillus, Mucor,

Trichoderma