Công nghệ lên men sản xuất axit acetic và citric Website https //haui edu vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 1 LOGO KHOA TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ H[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ LOGO KHOA HỌC PHẦN: CÔNG NGHỆ LÊN MEN MÃ HỌC PHẦN: CT 6029 Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA BÀI CÔNG NGHỆ LÊN MEN SẢN XUẤT AXIT LACTIC Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA NỘI DUNG BÀI HỌC 8.1 CÔNG NGHỆ LÊN MEN SẢN XUẤT AXIT LACTIC 8.1.1 Giới thiệu chung axit lactic 8.1.2 Cơ sở khoa học trình lên men lactic 8.1.3 Công nghệ lên men sản xuất axit lactic 8.2 ỨNG DỤNG CỦA LÊN MEN LACTIC TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA 8.1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ AXIT LACTIC ➢ Khái niệm ▪ CTHH: CH3-CHOH-COOH ▪ M = 98,08, nhiệt độ sôi 122oC Nhiệt độ nóng chảy 16,8oC ▪ Chất điều chỉnh độ axit E270 có dạng lỏng, sánh khơng màu dạng bột, rắn, có màu trắng đến vàng nhạt Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA 8.2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ AXIT LACTIC ➢ Ứng dụng acid lactic Axit lactic loại axit hữu có nhiều ứng dụng Trong CNTP, axit lactic chất điều vị, tạo vị chua, chất bảo quản Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT AXIT LACTIC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN Thu hỗn hợp dạng D L lactic Thu dạng L - lactic Sản lượng acid lactic ước tính khoảng 50 ngàn tấn/năm, khoảng 2/3 sản lượng sản xuất pp lên men Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA 8.1.2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN SẢN XUẤT AXIT LACTIC Lên men lactic trình chuyển hóa yếm khí đường thành acid lactic nhờ hoạt động sống vi khuẩn lactic a Lên men lactic đồng hình Acid lactic chiếm 90÷98% sản phẩm Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA 8.1.2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN SẢN XUẤT AXIT LACTIC Cơ chế trình lên men lactic đồng hình GĐ 1: Chuyển hóa đường thành axit pyruvic theo đường đường phân GĐ 2: Oxy hóa axit pyruvic thành axit lactic nhờ enzyme lactacte dehydrogenase Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA 8.1.2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN SẢN XUẤT AXIT LACTIC b Lên men lactic dị hình Là q trình chuyển hóa yếm khí đường thành acid lactic số sản phẩm phụ khác nhờ hoạt động sống vi khuẩn lactic Trong - Acid lactic chiếm 50% sản phẩm - Các sản phẩm khác: Chủ yếu acid acetic, ethanol, CO2, axit sucxinic, diacetyl, acetaldehyde - Các sản phẩm phụ tương tác với tạo thành ester có mùi thơm Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA Cơ chế trình lên men lactic dị hình - Glucose chuyển hóa theo đường pentose-phosphat tạo glyceraldehyde – – phosphate vi khuẩn thiếu enzyme aldolase triosephotphatisomerase - glyceraldehyde – – phosphate tiếp chuyển hóa theo đường đường phân để Diacetyl tạo thành acid pyruvic acid lactic - Theo đường trao đổi chất khác, xilulose – – phosphate chuyển hóa thành acetyl – phosphate sau thành ethanol acid axetic - https://haui.edu.vn Website: 10 © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 10 Quá trình đường phân C Vi khuẩn lên men lactic - Gọi chung vi khuẩn lactic, thuộc họ Lactobacteriaccae gồm giống: - Streptococcus - Pediococcus - Lactobacillus - Leuconostoc - Chia thành nhóm: vi khuẩn lactic lên men đồng hình vi khuẩn lactic lên men dị hình C Vi khuẩn lên men lactic - Phân bố: Rộng rãi, phân, rác, ruột người động vật, bề mặt rau củ quả, thịt, cá, tôm, sản phẩm muối chua: dưa chua, cà muối, nem chua, sữa chua… - Hình thái - Hình cầu, hình que - Gram dương TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA ĐẶC ĐIỂM VI SINH VẬT LÊN MEN AXIT LACTIC ▪ Gram dương, không sinh bào tử ▪ Kiểu hô hấp: hơ hấp tùy tiện, chủ yếu kị khí vi hiếu khí ▪ Thuộc nhóm VSV ưa nhiệt: topt 40-55oC ▪ pHopt 5,5-6,5; pH < hầu hết vi khuẩn lactic ngừng hoạt động ▪ Sử dụng nguồn C chủ yếu đường đơn, disaccharide, Hầu hết khả lên men tinh bột polysaccharide ▪ Không sử dụng nguồn nitơ vô cơ, sử dụng nguồn nitơ hữu ▪ Khơng có khả tổng hợp vitamin, Một số chủng có khả tổng hợp chất kháng khuẩn 14 Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 14 TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA 8.1.3 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ LÊN MEN SẢN XUẤT AXIT LACTIC Nguyên liệu Chuẩn bị MT lên men VK Lactic Lên men Thu lactac canxi CaCO3 A lactic Kết tinh lactac canxi Cô đặc Thu nhận axit lactic Tinh H2SO4 Website: https://haui.edu.vn 15 © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 15 TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA ➢ Thuyết minh quy trình NGUYÊN LIỆU- CHUẨN BỊ MÔI TRƯỜNG LÊN MEN ✓ Rỉ đường ✓Dịch thủy phân từ tinh bột ✓ Đường saccarose, glucose Môi trường lên men ✓ Hàm lượng đường: 10-15% ✓ pH= 6,3-6,5, điều chỉnh CaCO3 bột sữa vôi, pH thấp tạo nhiều axit acetic ✓ Bổ sung nguồn nitơ hữu cơ: VD Mầm đại mạch: 0,37% 16 Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 16 TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA LÊN MEN CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN AXIT LACITC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN LIÊN TỤC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN GIÁN ĐOẠN 17 Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 17 TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA VI SINH VẬT LÊN MEN AXIT LACTIC Trực khuẩn lớn, chịu nhiệt, Topt: 45 ÷ 50oC, tối đa 55oC - Là giống vi khuẩn lactic đồng hóa tinh bột, khơng lên men đường lactose, tích tụ 2,5% axit lactic - Lactobacterium delbrueckii 18 Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 18 TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA LÊN MEN Điều kiện lên men ✓ Tiêu chuẩn giống: 106TB/ml dịch giống ✓ Tỷ lệ cấy giống = 3-5% (v/v) ✓ To lên men = 50oC ✓ Duy trì pH = 6.3-6.5 Sử dụng CaCO3 dạng bột mịn hòa với nước, bổ sung 3-4 lần/ngày, khuấy trộn liên tục để tránh CaCO3 vón cục ✓ Thời gian lên men 7-10 ngày lên men gián đoạn 4-5 ngày với lên men liên tuc Sản phẩm thu lactac canxi 19 Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 19 TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA THU HỒI SẢN PHẨM - Gia nhiệt dịch sau lên men đến 80-90oC để hịa tan tồn muối lactac canxi - Để lắng 1- 4h để xác vi khuẩn lactic lắng xuống đáy thiết bị lên men - Lọc thiết bị lọc khung nhiêt độ 70-80oC - Thu dịch lọc chứa lactac canxi đưa vào thùng kết tủa Cần gia nhiệt dịch để hòa tan muối lactac canxi tách khỏi sinh khối VK 20 Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 20 TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA THU HỒI SẢN PHẨM - Kết tinh lactac canxi ▪ Làm lạnh khối dịch để lactac canxi kết tủa, thời gian kết tủa 10- 16h ▪ Lọc 21 Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 21 TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA THU HỒI SẢN PHẨM - Tinh sạch, cô đặc axit lactic ▪ Bổ sung H2SO4 lỗng để hịa tan tinh thể lactac canxi ▪ (CH3CHOHCOO)2 Ca + H2SO4 ▪ 2CH3CHOHCOOH + CaSO4 Lọc bỏ CaSO4 kết tủa ▪ Tinh axit lactic than hoạt tính trao đổi ion ▪ Cô đặc để thu sản phẩm axit lactic có nồng độ 40 70% 22 Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 22 TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA 8.2 ỨNG DỤNG CỦA LÊN MEN LACTIC TRONG CHẾ BIẾN TP - Chế biến sữa chua - Phomat - Rau muối chua - Nem chua, tơm chua 23 Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 23 TÊN HỌC PHẦN LOGO KHOA 24 Website: https://haui.edu.vn © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 24 TÊN HỌC PHẦN Website: https://haui.edu.vn LOGO KHOA © 2021 Hanoi University of Industry All rights reserved 25