Nghiên cứu hệ vi sinh vật Kefir trong sữa chua

LỜI NÓI ĐẦU 3 1. GIỚI THIỆU VỀ KEFIR 4 1.1. Nguồn gốc hạt kefir 4 1.2. Cấu tạo hạt kefir . 4 1.3. Vi sinh vật trong hạt kefir . 6 1.3.1. Acid lactic 7 1.3.2. Nấm men . 10 1.4.Chu trình phát triển của giống kefir 10 2. QUÁ TRÌNH LÊN MEN 11 2.1. Quá trình lên men lactic 13 2.1.1. Lên men lactic đồng hình . 12 2.1.2. Lên men lactic dị hình 13 2.1.3. Ứng dụng của quá trình lên men lactic 13 2.1.4. Sơ đồ thể hiện sự chuyển hóa lactoza, axit xitric, protein, lipit trong sữa 14 2.2. Quá trình lên men rượu 17 2.2.1. Hiệu ứng pasteur 19 2.2.2. Ứng dụng của quá trình lên men rượu 19 3. GIỚI THIỆU SẢN PHẨM SỮA CHUA KEFIR . 20 3.1. Thành phần nguyên liệu 20 3.1.1. Nguyên liệu chính . 20 3.1.2. Nguyên liệu phụ 22 3.2. Quy trình công nghệ sản xuất . 23 3.2.1 Quy trình 23 3.2.2. Giới thiệu về quy trình . 24 4. MỘT SỐ NGUYÊN CỨU CỦA KEFIR ỨNG DỤNG VÀO THỰC PHẨM . 25 4.1. sản phẩm Kefir d’Uva hay Grape Juice Kefir (nước nho lên men Kefir) . 25 4.1.1. Giới thiệu về nguyên liệu chính . 25 4.1.2. Thành phần nguyên liệu lên men nước nho Kefir 26 4.1.3. Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua kefir từ dịch trái nho 26 4.2. Nghiên cứu dịch lên men kefir bưởi (Phạm Thị Thùy TrangĐại học khoa học tự nhiên2011) 27 4.2.1. Nội dung nghiên cứu 27 4.2.2. Nguyên liệu . 28 4.2.3. Quy trình công nghệ của sữ chua kefir bưởi 28 LỜI KẾT . 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG

TIỂU LUẬN VI SINH VẬT

Mục Lục



LỜI NÓI ĐẦU

1 GIỚI THIỆU VỀ KEFIR 4

1.1 Nguồn gốc hạt kefir 4

1.2 Cấu tạo hạt kefir 4

1.3 Vi sinh vật trong hạt kefir 6

1.3.1 Acid lactic 7

1.3.2 Nấm men 10

1.4.Chu trình phát triển của giống kefir 10

2 QUÁ TRÌNH LÊN MEN 11

2.1 Quá trình lên men lactic 13

2.1.1 Lên men lactic đồng hình 12

2.1.2 Lên men lactic dị hình 13

2.1.3 Ứng dụng của quá trình lên men lactic 13

2.1.4 Sơ đồ thể hiện sự chuyển hóa lactoza, axit xitric, protein, lipit trong sữa 14

2

2.2 Quá trình lên men rượu

17 2.2.1 Hiệu ứng pasteur

19 2.2.2 Ứng dụng của quá trình lên men rượu

19 3 GIỚI THIỆU SẢN PHẨM SỮA CHUA KEFIR

20 3.1 Thành phần nguyên liệu

20 3.1.1 Nguyên liệu chính

20 3.1.2 Nguyên liệu phụ

22 3.2 Quy trình công nghệ sản xuất

23 3.2.1 Quy trình

23 3.2.2 Giới thiệu về quy trình

24 4 MỘT SỐ NGUYÊN CỨU CỦA KEFIR ỨNG DỤNG VÀO THỰC PHẨM

4.1 sản phẩm Kefir d’Uva hay Grape Juice Kefir (nước nho lên men Kefir)

4.1.1 Giới thiệu về nguyên liệu chính

4.1.2 Thành phần nguyên liệu lên men nước nho Kefir

4.1.3 Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua kefir từ dịch trái nho

4.2 Nghiên cứu dịch lên men kefir bưởi (Phạm Thị Thùy Trang-Đại học khoa học tự nhiên-2011)

4.2.1 Nội dung nghiên cứu 27

4.2.2 Nguyên liệu

4.2.3 Quy trình công nghệ của sữ chua kefir bưởi 28

LỜI KẾT

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

Khoa học ngày càng phát triển, các vi sinh vật hữu ích được con người hiểu biết ,khai thác và sử dụng ngày càng nhiều hơn Đặc biệt là các sản phẩm lên men truyềnthống Một trong những sản phẩm đó là sản phẩm sữa chua kefir, nó có nguồn gốc từnhững người dân sống trên miền núi của nước Nga Ngày nay, trên thế giới đã biếtnhiều đến sản phẩm này vì những giá trị sinh học mà sản phẩm này mang lại:

- Tăng tuổi thọ, làm giảm bớt bệnh tật, tăng sức đề kháng cho cơ thể chống lạimột số bệnh tật

4

- Giảm cholesterol trong máu.

- Đường lactose của sữa được thủy phân thành acid lactic nên tránh được tìnhtrạng bất dung nạp đường lactose của sữa cho những người chưa có khả năng thíchứng với sữa

- Ức chế vi trùng gây bệnh đường ruột (vi khuẩn gây ung thối và gây bệnh ở ruộtgià), giúp ổn định vi khuẩn đường ruột, điều hòa tiêu hóa, vừa chống tiêu chảy, vừachống táo bón

Một trong những nhân tố giúp cho sản phẩm sữa chua kefir có giá trị cao hơn cácloại sữa chua thông thường đó là hệ vi sinh vật hữu ích tồn tại trong sản phẩm Do đó,

nhóm chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu hệ vi sinh vật kefir trong sữa chua” để thực

hiện tiểu luận vi sinh vật Các nội dung thực hiện trong đề tài:

- Giới thiệu sản phẩm sữa chua kefir (nguồn gốc xuất xứ, giá trị sinh học,…)

- Khảo sát hệ vi sinh vật trong sản phẩm sữa chua kefir (vi khuẩn lactic, nấmmen, cơ chất cho vi sinh vật hoạt động,…)

- Tìm hiểu một số kết quả nghiên cứu ứng dụng hệ vi sinh vật kefir để sản xuấtcác sản phẩm sữa chua

1 GIỚI THIỆU VỀ KEFIR

1.1 Nguồn gốc hạt kefir

Kefir có nguồn gốc từ miền núi Caucasus – Nga Kefir là phức hệ vi sinh vật nấm

vi khuẩn Vì thế, không chỉ đơn thuần là một sản phẩm thông thường như những sảnphẩm khác, nó còn có vai trò sinh học rất cao đối với cơ thể trong trong việc chống lãohóa và phòng ngừa một số bệnh mãng tính phổ biến ở nhiều nước trên thế giới

Cách đây hàng nghìn năm, Kefir được biết đến như một thứ nấm dùng chữabệnh, nó xuất xứ từ cách nuôi riêng của các tu sĩ Ấn Tạng Đây là loại nấm vi khuẩn

có thể làm biến đổi sữa nhờ một hệ vi sinh vật phức tạp gồm nhiều loài vi khuẩn và

nấm men được chứng minh là rất có lợi cho sức khoẻ Nó được lên men trong các túi

da thú với môi trường sữa bởi một số loài vi sinh vật sống cộng sinh trong hạt kefir.Đối với họ, hạt kefir được xem như quà tặng của đấng allah ban cho họ Điều thú vị làngười dân ở đây không hề biết tới bệnh tật là gì và tuổi thọ trung bình của họ rất caokhoảng 110 tuổi và các bác sĩ ở Nga tin rằng tuổi thọ và bệnh tật thì liên quan đếnkefir

Nguyên liệu để sản xuất Kefir có thể lên men là sữa dê, sữa cừu hay sữa bò TheoOberman H và Libudiziz Z (1998), người ta lên men sữa thành Kefir trong các túibằng da thú hoặc bồn bằng gỗ sồi mà không dùng kim loại trong quá trình lên men tại

vì dùng kim loại sẽ làm hỏng quá trình lên men Chính vì vậy, một phương pháp sảnxuất Kefir mới đã được công nhận về chất lượng đó là phương pháp lên men có khuấytrộn

1.2 Cấu tạo hạt kefir

Hạt Kefir là phức hệ vi sinh vật gồm vi khuẩn lactic (Lactobacilli, Lactococci, Leuconostoc ) và nấm men được gắn với nhau bởi chất polisacharide Các hạt Kefir

có màu từ trắng đến vàng nhạt với đường kính trung bình 0,3÷2 cm Tuy vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn nhưng từ hàng nghìn năm qua sự tiêu thụ đachứng minh được rằng hệ vi sinh vật trong Kefir là không gây bệnh mà còn có khả

năng ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh như Salmonella hay Singella.

(http://user.chairot.net.au/~dna/thumb3-WKG.jpi)

6

Hình 1.2: Hệ vi sinh vật sau khi được vớt ra khỏi sữa Hình 1.1: Hình dạng kích thước hạt kefir nguyên vẹn và sau khi đã cắt đôi

Bề mặt ngoài của hạt có nhiều dạng, từ dạng phẳng đến không đồng đều gồm

nhiều thứ phức tạp, có những chỗ lồi lõm rải rác khắp bề mặt Nếu điều kiện thuận lợi,

sau một thời gian, những hạt nhẵn này thường trở lại dạng nguyên thể, sau đó hìnhthành các hạt bao quanh mình, nơi mà có thể nhân giống lên Thường ở những vùngkhông phẳng, xù xì thường có sự hoạt động mạnh của nấm men, trong khi ở vùngphẳng vi khuẩn lại chiếm ưu thế Nấm men hình thành những khóm nhỏ nhô ra trên bề

mặt, Streptococci thì bện vào nhau với các vi khuẩn khác chứ không hình thành dạng

cụm

Ở sâu bên trong hạt, Lactobacilli chiếm ưu thế (65-80% tổng số vi sinh vật trong

hạt Kefir ) và có rất ít tế bào nấm men, chúng được gói gọn trong dịch polisacharide,các vi khuẩn hình que và nấm men hình thành các cụm riêng biệt bên ngoài và bên

trong hạt Ở đó Lb.Kefiranoficients được xem là nguyên nhân hình thành polisacharide hòa tan Kefiran Trong khi đó L bacitophilus hình thành vỏ bọc bên ngoài

polisacharide mà có thể giúp hạt co giãn

Polisacharide chủ yếu là nước, vật chất hoà tan được biết là Kefiranofaciens và

L kefir sản sinh ra polisacharide này Chúng là một phần của hạt, nếu không có sự

hiện diện của chúng thì hạt Kefir không thể hình thành Ngoài tế bào vi sinh vật, hạtKefir còn chứa protein (chiếm khoảng 30% tổng chất khô) và Carbohydrate (25÷50%).Như vậy từ một số thông tin đa đưa ra thành phần hợp thành của hạt giống Kefir làphức protein Polisacharide béo

1.3 Vi sinh vật trong hạt kefir

Bảng dưới đây thể hiện tóm gọn sự có mặt của hệ vi sinh vật có trong hạt kefir

Bảng 1.1: Các vi sinh vật có trong hạt Kefir (Oberman H và cộng sự, 1998)

Vi khuẩn

lactic

Lactobacilli

Lb brivis, Lb cellobiosus, Lb acidepphilus,

Lb Kefir, Lb casei ssp Alactosus, Lb casei ssp Rhamnosus, Lb helveticus Ssplactis,

Lb delbruevii.ssp.lactic, Lb paracasei.ssp.paracasei,

Lb casei, Lb lactis, Lb plantarum, Lb delbrueckii ssp Hulgaricus, Lb fructivorans, Lb hilgardii, Lb kefiranofaciens, Lb kefirgarnum sp.nov, Lb parakefir sp.nov

Streptococci S thermophilus, S lactis, S filant, S durans Lactococci

Lc lactis.ssp.lactis

Lc lactis.ssp.lactis var diacetylactis

Lc lactis.ssp.cremoris Leuconostoc Leuc mesesteroides.ssp.dextranicum

Leuc mesenteroides.ssp.cremoris Acetobacter Acetobacters casei

Nấm men

Kluyveromyces K lactis, K marxinnus ssp bulgaricus

K.morxianus ssp marxianus Saccharomyces

S lactis, S cerevisiae, S florentinus,

S globosus, S unisporus, S.carlsbergensis,

S ssp torulopsis holmii Candida C kefir, C pseudotropicalis, C tenuis,C rancens Torulaspora T delbrueckii

1.3.1 Acid lactic

Điển hình một số loài vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng trong lên men sữa chuakefir như:

- Streptococcus lactic: vi khuẩn này phát triển

tốt trong sữa bò và một số môi trường pha chế từ

sữa, trong khi lại phát triển kém trong môi trường

nước thịt pepton Đây là loại vi khuẩn hiếu khí tuỳ

tiện nên có thể phát triển sâu trong thạch và

cho khuẩn lạc hình cây có nhánh Đặc điểm

sinh hoá quan trọng là lên men glucose,

8 Hình 2.3: Streptococcus lactic

lactose, galactose, maltose, dextrin, không lên men saccharose Vì vậy Streptococcus lactic đóng vai trò quan trọng trong việc chế biến sữa chua Phát triển tốt ở nhiệt độ

30÷350C, ở nhiệt độ này vi khuẩn gây đông tụ sữa sau 10÷12 giờ, độ acid giới hạn do

Streptococcus lactic tạo nên thường dao động trong khoảng 110-1200T Ở nhiệt độ tối

ưu Streptococcus lactic phát triển trong sữa có thể đạt đến số lượng tối đa 1,2÷2 tỷ tế bào/ml sau 10÷12 giờ Sữa được lên men chua bởi Streptococcus lactic luôn luôn có

hương vị đặc trưng của sản phẩm sữa chua Thời gian này tương ứng với thời gian lênmen chua sữa đến 600T Độ acid sữa tăng lên rất nhanh trong vài giờ đầu, sau đó giảmdần và ngừng hẳn khi đạt đến gần 1200T

- Streptococcus cremoris: là loại liên cầu khuẩn này thường thấy trong sữa dưới

dạng chuỗi dài hoặc hiện diện dưới dạng song cầu khuẩn, phát triển tốt ở 20÷250C.Tuy nhiên, ảnh hưởng của chúng đối với sữa hơi khác, chúng thường làm đông sữanhưng chúng cũng có thể làm cho sữa bị nhớt Một số chủng loại này phát triển trong

sữa cho mùi đặc biệt dễ chịu được ứng dụng trong chế biến bơ Cũng như S.lactic, S cremoris lên men lactose thành acid lactic nhưng không lên men saccharose, maltose, dextrin Streptococcus cremoris làm cho sữa

có độ chua thấp hơn (110÷1150T) tạo nên sản

phẩm có vị ngon thường được dùng trong sản xuất bơ chua

- Streptococcus thermophillus và

Streptococcus bovis đây là hai vi khuẩn thuộc

nhóm Viridams Streptococci chúng không phát

triển ở 100C, phát triển tốt ở 40÷450C khi lên

men sữa tạo được khối đông, không phát triển

khi có sự hiện diện của 0,1% xanh methylen,

6,5%NaCl, pH = 9,6, arginin, pepton, không tạo

thành amoniac

+ Streptococcus thermophillus là vi sinh

vật ưa nhiệt giống như tên chủng, nhiệt độ

thích hợp khoảng 40÷450C và bị tiêu diệt ở

nhiệt độ 530C loại này là một vi sinh vật quan

Hình 2.4: Streptococcus cremoris

Hình 2.5: Streptococcus thermophillus

trọng trong sản xuất yaourt, phomat, nó bị ngăn cản sự hoạt động bởi 0,01 mgpenicillin ha 5 mg streptomycin/ml

+ Streptococcus bovis được tìm thấy trong sữa bò và có thể xâm nhập vào sữa từ

nguồn này hay nguồn khác, nó sống sót trong

sữa thanh trùng, có thể tách chúng từ sữa thanh trùng hay một số loại phomat

- Nhờ nhiều loại enzim thích hợp nên các vi khuẩn lactic điển hình có khả năngphân giải các đường đơn (glucose, galactose, levulose ) thành acid lactic Các loại

khác nhau có thể tích tụ lượng acid khác nhau: obacterium bulgaricum tích tụ đến 3,5%, Thermobacter, Ribirium cerea là 2,2%, Lactobacterium plantarum là 1%.

- Các trực khuẩn lactic ưa nhiệt phát triển tốt ở môi trường acid yếu (pH=6,5)

Tuy nhiên có loài phát triển ở pH = 5,4 như Lactobacillus bulgaricus, cũng có loại

phát triển tốt ở pH =3,8 trong khi các trực khuẩn xếp chuỗi không thể phát triển được,nhiệt độ tối ưu là 40÷450C, đây là vi khuẩn tạo được độ acid rất cao 300÷3500T

Lactobacterium helveticum (trực khuẩn phomat) phát triển ở 22-510C, làm cho sữachua tới 200÷3000T, Lactobacterium bulgarium phát triển ở 22÷530C tạo độ acidtrong sữa 200÷3000T, độ giới hạn là 200÷2500T Lactobacterium lactic phát triển ở

22÷500C độ acid giới hạn là 110÷1800T

- Betabacterium trên môi trường thạch tạo những khuẩn lạc giống như khuẩn lạc

của trực khuẩn lactic ưu nhiệt Khi phát triển trong sữa vi khuẩn này cho ít acid, nếucho dịch tự phân của nấm men vào môi trường, vi khuẩn này phát triển mạnh hẳn lên,đường sữa bị lên men bởi vi khuẩn này không chỉ tạo thành acid lactic mà còn tạo

nhiều acid dễ bay hơi Trong sữa thường có hai loại chính là Betabacterium causasium

và Betabacterium breve.

- Leuconostoc: là nhóm gồm những vi khuẩn lên men lactic không điểnhình.

Chúng có dạng hình cầu nhưng trong môi trường acid chúng nhọn ở hai đầu và dài rasinh ra lượng acid có hạn vì thế không làm đông sữa Mặt khác, chúng hình thành từđường, acetyl metyl carbonyl hoặc acetoin làm cho bơ thơm Loại vi khuẩn điển hình

của giống này là Leuconostoc citrovorium được ứng dụng trong sản xuất bơ.

Bảng 1.2: Giá trị nhiệt độ và pH tối ưu cho sự sinh trưởng của một số loài vi khuẩn lactic

Nấm men thường dùng trong sản xuất sữa kefir là Saccharomyces cerevisiae

dùng để lên men rượu tạo hương vị cồn cho sản phẩm kefir Nấm men này có một sốđặc điểm sau:

- Kích thước khoảng 2,5-10µm × 4,5-2,1 µm Tùy theo loài mà nấm men cónhiều loài khác nhau chẳng hạn như hình cầu, hình elip, hình ovan… Những nang bào

tử hình cầu với kích thước từ 2÷4µm, sinh sản theo hình thức nảy chồi

- Các nấm men loại này sử dụng cacbon của gluxit mà số nguyên tử cacbon trongphân tử chia hết cho 3, trong môi trường lỏng nấm men này sẽ lên men, trong môitrường rắn chúng sẽ oxi hóa những gluxit sau: glucoza, fructoza, mantoza, glactoza,sacaroza, maltoza nhưng không ổn định

- Đối với các loại rượu, bia, loại nấm men này lên men được destrin, oxy hóaglyxerin và cồn etylic vì thế loại nấm men này có khả năng chịu đựng đối với cồnetylic cao độ, không chịu được môi trường axit mạnh nhưng chịu được trong môitrường axit yếu

- Một số yếu tố ảnh hưởng đến nấm men (Saccharomyces cerevisiae):

+ Nhiệt độ tối ưu từ 28 ÷ 320C; nhiệt độ thấp, khả năng lên men kém và kéo dàihơn; nhiệt độ cao, hoạt tính của nấm men giảm nhanh

+ pH tối ưu để lên men kefir là 4,5-5,2; nếu tăng pH cho môi trường lên men thìlúc này môi trường đễ bị nhiễm khuẩn; pH nhỏ hơn 4,2 nấm men hầu như không pháttriển

+ Nồng độ dịch đường khá cao sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu và làm mất cânbằng về trạng thái sinh lý của nấm men, có thể ức chế nấm men

+ Khí CO2 được tạo thành trong quá trình lên men rượu từ dịch đường Khi môitrường chứa hàm lượng đường cao sẽ cản trở CO2 thoát ra ngoài, ức chế sự sinh sảncủa nấm men dẫn đến hiệu suất thấp.Khí CO2 nằm trong khoảng không gian giữa môitrường và không khí có tácdụng kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật

+ Nấm men là loại hô hấp hiếu khí tùy tiện, do đó phải cung cấp O2 đầy đủ vàđúng thời điểm tránh xảy ra hiệu ứng pasteur

1.4 Chu trình phát triển của giống kefir

Kefir là những giống gốc tự nhiên, chúng được hình thành từ những màng baobọc mỏng không theo một quy tắc nào cả bao gồm hỗn hợp protein, lipid,polisacharide Những màng bao bọc phát triển với hình dạng không nhất định, hìnhthành các thuỳ phức tạp và không đồng đều, các thuỳ này lại có xu hướng trở vềnguyên bản tạo thành cấu trúc sinh học bao gồm nhiều thuỳ con bao quanh mình Vớidấu hiệu phát triển đặc biệt như thế chúng hình thành những hạt con, mỗi tiểu thuỳđược kết nối với nhau ở phần giữa, xòe ra trong khi nó được gắn với các điểm trungtâm của hạt giống mẹ

Nhờ sự kết hợp đó mà các hạt con tách ra có mẫu phát triển giống như nhạt mẹban đầu một vàu hạt kefir cũng được tách ra giống cấu trúc vật lý của não người,tuyến tụy và các cơ quan bên trong Sau một thời gian có thể do những chấn thươnghoặc tác động bên ngoài, một phần thùy con gắn với hạt mẹ tách ra thành hạt tự do.Các hạt con này tiếp tục được nhân giống thành hạt mẹ chui trình phát triển được lặp

đi lặp lại với chu trình gần giống nhau (tự nhân giống) Mặt khác, nếu các hạt conkhông thể hình thành thì thay vào đó chúng hình thành nên một khối lớn (khối hạtkefir)

2 CÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN CỦA HỆ VI SINH VẬT KEFIR

2.1 Quá trình lên men lactic

Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành acid lactic nhờ vi sinh vật,tiêu biểu là vi khuẩn lactic

Trong quá trình lên men lactoza, nhiều chủng vi khuẩn không chỉ sản sinh ra acidlactic mà còn cho hàng loạt các sản phẩm khác như acid hữu cơ, rượu, este, CO2,… Dựa vào các sản phẩm của quá trình lên men mà người ta chia thành 2 dạng lênmen là lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình

Quá trình lên men diễn ra trong tế bào chất của vi khuẩn Đầu tiên đường lactosetrong sữa được vi khuẩn lactic đưa vào tế bào nhờ cơ chế vận chuyển đặc trưng củamàng tế bào chất (cytoplasmic membrane) Tiếp theo lactose sẽ được phân thành 2monosacharide rồi đi vào các chu trình chuyển hóa khác nhau

Cơ chế của quá trình lên men lactic được thể nhiện như sau:

12

Các phản ứng chính xảy ra:

Phương trình tóm tắt của quá trình lên men lactic đồng hình từ glucozơ có thể viết là:

C6H12O6 → 2C3H6O3 + 136kJ (32,4kcal)Đường được vi khuẩn lactic lên men chủ yếu thành axit lactic Khi lên men đồnghình, đường sẽ đi theo con đường EMP để biến thành axit lactic, còn khi lên menlactic dị hình thì con đường pentozophosphat sẽ được sử dụng để hình thành lactat,etanol và axetat

Axit lactic

AcetaldehytRượu etylicAxit succinicAxit aceticFormic

B Trong lên men dị hình: 1 ATP cho 1 glucozơ và 3 ATP cho phân tử lactozơ.Ngoài vi khuẩn còn có một số cơ thể bậc cao có thể tạo được axit lactic, ví dụ một sốloài nấm Rhizopus như Rh.oryzae có thể tạo ra được khoảng 60% axit lactic so vớilượng đường sử dụng, nhưng ở đây là lên men oxi hoá.

2.1.1 Lên men lactic đồng hình:

Axit piruvic được tạo thành theo sơ đồ Embden-Mayerhorf-Parnas (EMP) Sau

đó axit piruvic sẽ tạo thành axit lactic dưới tác dụng của enzyme lactatdehydrogenase.Lượng axit lactic tạo thành chiếm hơn 90% Chỉ một lượng nhỏ piruvat bị khử cacbon

để tạo thành axit axetic, etanol, CO2 và axeton Lượng sản phẩm phụ tạo thành phụthuộc vào sự có mặt của oxy

Đối với nhóm vi khuẩn lactic đồng hình như giống Lactococcus, các loàistreptococcus thermophylus, Lactobacilus bulgaricus, Lactobacilus helveticus,Lactobacilud lactic,…

C6H12O6 → 2 CH3CHOHCOOH

Cơ chế lên men lactic đồng hình:

2.1.2 Lên men lactic dị hình:

Xảy ra trong trường hợp vi khuẩn lactic không có các enzyme cơ bản của sơ đồEmbden-Mayerhorf-Parnas (EMP), vì vậy xilulozơ-5 photphat sẽ được tạo thành theocon đường pento-photphat (PP)

C6H12O6 → CH3CHOHCOOH + C2H5OH + CO2Quá trình lên men lactic tạo thành axit lactic và các axit hữu cơ khác làm cho sảnphẩm có vị chua đặc trưng Ngoài ra, điều này còn giúp cho vi khuẩn lactic tiếp tục

14

HOOC-CH2-CH2-COOH

C6H12O6 CH3-CO-COOH CH3-CHOH-COOH

CH3-CH2-OH CH3-COOHAxit succinic Rượu etylic Axit acetic

Axit pyruvic Axit lacticglucose

Sản phẩm phụ

Sản phẩm chính

hoạt động Đồng thời tạo môi trường có pH axit cũng có tác dụng ức chế hoạt độngcủa hệ vi sinh vật gây thối rửa, giúp bảo vệ sản phẩm không bị hỏng

2.1.3 Ứng dụng của quá trình lên men lactic:

- Sử dụng vi khuẩn lactic để muối chua rau, quả, ủ chua thức ăn gia súc Đây làhình thức bảo quản thực phẩm bằng công nghệ lên men vi sinh vật Vi khuẩn lactickhông phá vỡ tế bào thực vật nên dưa, quả muối chua vẫn có hình dạng gần như khôngđổi

- Để kích thích vi khuẩn lactic phát triển nhanh, ta có thể muối dưa, quả bằngnước ấm, để vại muối ở nơi kín gió, gần bếp, thêm một ít đường, cấp giống bằng ítnước dưa chua của mẻ trước

- Ủ chua thức ăn cho gia súc thực chất cũng là sử dụng vi khuẩn lactic để giữ cây

cỏ dùng trong chăn nuôi được tươi “sinh học”, tức là không bị giảm chất lượng dinhdưỡng, ngược lại được bổ sung nhiều loại vitamin do vi khuẩn tổng hợp nên

- Sử dụng vi khuẩn lactic để sản xuất sữa chua (yaourt)

- Vi khuẩn lactic phát triển, làm pH hạ thấp, cùng với pH và các yếu tố khác,casein của sữa sẽ đông tụ, làm sữa chuyển trạng thái từ lỏng sang keo sệt, sản phẩmyaourt hơi chua, keo sệt và có hương vị thơm ngon

- Cũng bằng phương pháp lên men lactic người ta còn tạo ra được các sản phẩmkhác như kem chua, fomat (fromage), làm nem chua

- Sử dụng vi khuẩn lactic để sản xuất axit lactic

- Axit lactic được dùng rộng rãi trong công nghiệp nhuộm, thuộc da, trong y học, chế tạo chất dẻo, sơn… Nguyên liệu chủ yếu để lên men lactic trong công nghiệp làngô, khoai, sắn, khoai tây

- Tác dụng gây hại của vi khuẩn lactic

- Ngoài những tác dụng có lợi của vi khuẩn lactic, một số vi khuẩn lactic còn làmchua rượu vang, bia, nước ngọt

2.1.4 Sơ đồ thể hiện sự chuyển hóa lactoza, axit xitric, protein, lipit trong sữa.

15

GalactozaGlucoza

axetondiaxetyl

AxetaldehytAxit pyruvicLactoza

Sơ đồ 2.2: Sơ đồ chuyển hóa Lactoza trong

16