VI KHUẨN ACETIC VÀ LÊN MEN GIẤM

Thế giới vi sinh vật rất đa dạng và phong phú

ĐỀ TÀI : VI KHUẨN ACETIC VÀ LÊN MEN GIẤM TP.HỒ CHÍ MINH,THÁNG 05 NĂM 2011 - 1 – - 2 – Lời cảm ơn Dưới sự hướng dẫn của cô Đào Hồng Hà trong quá trình học môn công nghệ vi sinh vật, chúng em những sinh viên của lớp DHTP5 đã được hiểu rõ hơn về các loại vi sinh vật. Chúng em có thêm kiến thức sâu rộng hơn về môn học này và cảm thấy yêu thích môn học này hơn. Chúng em hoàn thành bài tiểu luận “Vi khuẩn acetic và lên men giấm” cũng nhờ kiến thức do cô truyền đạt và nguồn tài liệu do cô cung cấp. Qua đây chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới cô Đào Hồng Hà. Cùng với đó là lời cảm ơn tới ban giám hiệu trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh đã cho chúng em môi trường học tập đầy đủ :đội ngủ giáo viên tận tình với nghề, cơ sở vật chất, trang thiết bị hiện đại và nguồn tài liệu vô giá từ thư viện nhà trường. - 3 – Lời mở đầu: Thế giới vi sinh vật rất đa dạng và phong phú. Chúng ở quanh ta và ở mọi nơi, thậm chí có cả ở trong cơ thể con người. Chúng có cả những mặt lợi và mặt hại. Nếu chúng ta biết chúng, hiểu chúng và sử dụng chúng vào mục đích có lợi sẽ giúp cho cuộc sống con người tốt hơn và ngược lại nó sẽ đem lại hậu quả không tốt, có khi còn phương hại đến môi sinh, môi trường và cuộc sống con người. Từ thời cổ xưa, con gnười đã biết ứng dụng hoạt tính có lợi của vi sinh vật phục vụ đời sống của mình. Nhưng cũng phải đến khi L.Pausteur tìm ra nguyên nhân lên men và một loạt các công trình khoa học về vi sinh vật được nghiên cứu có kết quả thì việc ứng dụng vào sản xuất vi sinh vật mới phát triển mạnh và trở thành mọt ngành công nghệ phục vụ cho cuộc sống con người. Ngày nay vi sinh vật được ứng dụng nhiều trong cuộc sống, nhất là trong thực phẩm, y học chăn nuôi thú y…Chính vì vậy công nghệ vi sinh ngày càng phát triển và hiện đại. Để giúp các bạn hiểu thêm về ngành công nghệ vi sinh,đặc biệt là quá trình lên men giấm, nhóm mình xin gửi tới các bạn bài tiểu luận này, hy vọng sẽ giúp các bạn hiểu đựơc nhiều điều mới lạ và bổ ích. Trong quá trình làm tiểu luận không tránh đựơc những thiếu sót, rất mong được nhiều ý kiến đóng góp phê bình của các bạn. - 4 – MỤC LỤC Lời mở đầu .4 I. Giới thiệu chung .6 II.Quá trình lên men .10 1.Cơ chế lên men 10 2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men .12 3. Phương pháp lên men acetic .13 3.1 Phương pháp chậm .13 3.2 Phương pháp nhanh 14 4. Quá trình sản xuất giấm ăn .15 III. Những sinh vật gây hại dấm .18 1. Giấm bị đục và giảm độ chua .18 2. Hiện tượng lươn giấm 18 3 Bọ giấm .19 4 Ruồi giấm 19 IV. Ứng dụng 20 Tài liệu tham khảo 22 - 5 – I. Giới thiệu chung: Giấm là một chất lỏng có tính axit sản xuất từ sự lên men của ethanol ,giấm được làm từ sự lên men của các chất có chứa tinh bột và đường, ethanol là kết quả đầu tiên của quá trình lên men đường sau đó bị oxi hóa thành acid acetic bởi vi khuẩn acid acetic. Vi khuẩn acetobacter là tác nhân chính trong quá trình lên men acetic, mùi thơm đặc trưng, màu trắng đục hoặc hơi vàng, dấm có pH từ 2.4-3.4, chủ yếu là acid acetic, ngoài ra còn chứa một ít đường, protein,… Giấm gạo hay còn gọi là giấm cất, dùng lương thực, ngủ quả, đường làm nguyên liệu chính nhờ quá trình lên men của vi khuẩn acetic. Tùy theo vùng nguyên liệu ở mỗi nước khác nhau sẽ cho ra các loại giấm mang hương vị đặc trưng từng vùng miền. Giấm pha chế hay còn gọi là giấm hóa học được sản xuất dựa trên nguyên liệu chính là axit axetic tinh luyện, pha thêm nước mà thành, không có thêm thành phần dinh dưỡng khác loại này thường dùng trong công nghiệp luyện kim hoặc sát khuẩn. Vi khuẩn acetic: Vi khuẩn actic là vi khuẩn lấy năng lượng từ quá trình oxy hóa ethanol để tạo thành acid acetic trong quá trình lên men. Hiện nay người ta biết đến hàng chục loài vi khuẩn axetic thuộc họ Acetobacter. Chúng có những đặc điểm chung sau đây: - 6 – - Là những trực khuẩn gram âm, không sinh bào tử, hô hấp hiếu khí bắt buộc, xếp đôi hay tạo thành từng chuỗi, thường tạo thành lớp màng trên bề mặt, có loài có khả năng chuyển động và có loài không. - Có nhiều trong rau quả. - Nguồn dinh dưỡng cacbon: oxi hoá rượu etylic hay các rượu khác thành axit tương ứng. Có khả năng sử dụng glucose. - Nguồn dinh dưỡng nitơ: sử dụng muối amoni hay peptone. - Có hai ngưỡng pH: pH thích hợp từ 5,4 đến 6,8, pH thích ứng cho sự lên men từ 3,5 đến 4,5. Chúng gồm các loài sau đây: Acetobacter aceti: là trực khuẩn hình que ngắn, không sinh bào tử, không chuyển động và chúng có khả năng liên kết với nhau thành chuỗi dài. Chúng bắt màu vàng với iot và có khả năng chịu nồng độ cồn khá cao (11%) và tích tụ được 6% axit axetic. Nhiệt độ phát triển tối ưu của chúng là 34 o C, nếu nhiệt độ lên quá 40 o C sẽ xảy ra hiện tượng co tế bào và sẽ tạo ra hình quả lê. Thường thấy chúng phát triển trong bia. Acetobacter Acetobacter pasteurianum: là trực khuẩn ngắn, hình thái gần giống loài trên, chỉ khác là chúng bắt màu xanh thẫm với iot. Tạo thành khuẩn lạc hình nhăn nheo trên môi trường đặc. Có khả năng tích tụ 6,2% axit axetic. - 7 – Acetobacter orleanense: là trực khuẩn không chuyển động, có kích thước trung bình. Khi tăng nhiệt độ chúng tạo thành tế bào hình dài hoặc hình sợi hoặc không tạo hình. Thường thấy chúng phát triển trong dịch nho loãng. Có khả năng tồn tại ở nồng độ cồn từ 11 ÷ 12% và tích luỹ axit axetic đến 9,5%. Acetobacter xylinum: là trực khuẩn không chuyển động. Khi lên men tạo màng dấm dày như sữa trên bề mặt dung dịch, màng này chứa nhiều hemixenluloza nên khi nhộm với I 2 và H 2 SO 4 thì cho màu xanh. Chúng tích tụ được 4-5% acid axetic và có nhược điểm là oxi hóa tiếp tục acid acetic thành CO 2 và H 2 O nên làm giảm hiệu suất thu hồi. Chúng được sử dụng trong ngành sản xuất nước uống lên men có ga. Acetobacter xylinum có bao nhầy cấu tạo bởi cellulose Acetobacte Kutzin guanum: Khi nhộm I 2 cho màu xanh thẫm, tạo thành màng nhầy,không bền dính vào thành bình. Acetobacter schiitzenbachii: hình que tương đối dài kết hợp thành chuỗi, không sinh bào tử, không chuyển động, gram âm. Các tế bào già tạo thành màng chặt nhưng không chắc. Vì vậy, giống này có thể dung để sản xuất giấm theo phương pháp chìm - 8 – và có thể tạo thành 11,5-12% acid acetic trong dung dich nuôi cấy. Nhiệt độ tối thích là 28 0 C. Acetobacter curvum: có đặc tính tương tự như Acetobacter schiitzenbachii, tạo thành acid cao, không tạo màng chắc, không làm bẩn vỏ bào và làm đục giấm. Nhiệt độ tối thích 35-37 0 C, nâng nhiệt độ quá giới hạn này giống sẽ phát triển yếu và tạo thành acid kém. Acetobacter suboxydans: được dung trong công nghiệp vitamin để sản xuất ascobic (vitamin C). II.Quá trình lên men: Trong lịch sử nhân loại, axit axetic, ở dạng giấm, đã được tạo ra từ các vi khuẩn acid acetic thuộc chi Acetobacter. Khi cung cấp đủ ôxy, các vi khuẩn này có thể tạo ra giấm từ các thực phẩm sinh cồn khác nhau. Các loại được sử dụng như rượu táo, rượu vang, và các loại ngũ cốc, gạo, mạch nha hoặc khoai tây lên men. Phản ứng hóa học chung nhất do các vi khuẩn thực hiện là: C 2 H 5 OH + O 2 → CH 3 COOH + H 2 O Dung dịch rượu loãng trộn với Acetobacter và giữ ở nơi thoáng khí, ấm sẽ tạo ra giấm trong vòng vài tháng. Các phương pháp sản xuất giấm công nghiệp, người ta tăng tốc độ phản ứng bằng cách cung cấp nhiều ôxy cho vi khuẩn. 1.Cơ chế lên men: - 9 – Quá trình lên men nhờ một nhóm vi khuẩn được gọi chung là vi khuẩn acetic, chúng oxy hóa rượu etylic thành acid acetic. Để chuyển hoá thành acid acetic, rượu phải thẩm thấu qua thành tế bào. Ở đây sẽ xảy ra quá trình chuyển hoá rượu thành acid acetic rồi thẩm thấu ra ngoài môi trường bên ngoài 2O 2 (hiếu khí) 2CH 3 -CH 2 OH 2CH 3 COOH + 2H 2 O Thực chất của quá trình này gồm 2 phản ứng với 2 enzym của vi khuẩn acetic xúc tác: Alcohol-dehydrogenaza 2CH 3 -CH 2 OH CH 3 – CHO + 2H 2 (Etanol) (Axetaldehyt) Sau sự hydrat hóa axetaldehyt diễn ra phản ứng loại hydrro lần thứ hai: Aldehyt – dehydrogenaza CH 3 -CH(OH) 2 CH 3 COOH + 2H (Axetaldehyt) (Acid acetic) Hydro được NADP nhận và qua các xitocrom của chuỗi hô hấp được chuyển cho O 2 (chất nhận). - 10 – [...]... nhiều lần, vi khuẩn acetic tiếp xúc với môi trường lên men và oxy hóa rượu thành acid Như vậy nhờ phoi bào dòng môi trường chảy chậm, quanh co, diện tích tiếp xúc với vi khuẩn rất lớn Hơn nữa, để tăng hiệu quả oxy hóa người ta phun môi trường thành bụi và thổi không khí vào thùng lên menqua các lờp phoi bào từ dười lên trên Mỗi làn môi trường qua lớp phoi bào bị nóng lên vì phản ứng oxy hóa và vi khuẩn. .. lượng lớn các bọ giấm Để chống bọ giấm người ta bôi dầu khoáng vào xung quanh những lỗ thông khí Nếu chúng có trong thùng lên men thì dùng hơi nóng để tiêu diệt 4 Ruồi giấm: Ruồi giấm: Nơi sản xuất giấm hay thấy ruồi giấm Những ruồi này có màu nâu đỏ và dài khoảng 2,5- 3mm Chúng thường phát triển ở phần trên và phần dưới thùng lên men, làm giảm độ axit, sinh ấu trùng ăn vi khuẩn axetic và dịch rượu dấm... chuyển thành acid acetic thì cũng rút bớt phần lớn và đưa dịch mới vào nồi lên men tiếp tục Với phương pháp lên men như vậy gần như là lên men bán liên tục Các chủng Acetobacter suboxydans tỏ ra thích hợp với phương pháp lên men này, chúng có thể chuyển hóa toàn bộ etanol thành acid acetic với điều kiện là nồng độ cồn 12% trong môi trường có thêm một ít glucoza và sục khí rất mạnh Lên men ở 28-320C khoảng... nhiễm các vi sinh vật gây hỏng dấm Vì vậy, các lỗ hở, cửa và phần hở của thùng lên men cần phải đậy kín bằng kính hoặc nút bông IV Ứng dụng: Trong thực phẩm: Vi khuẩn acetic phát triển tốt trên môi trường nước bia, các môi trường có chứa cao nấm men, glucose, rượu etylic hay manitol Tính chất đặc trưng của vi khuẩn acetic là khả năng oxy hóa rượu etylic thành acid acetic. Các vi khuẩn acid acetic có... rượu thấp để cho lên men acetic Nồng độ rượu thích hợp cho lên men axetic là 10-13%, trường hợp cao hơn sẽ ức chế giống vi khuẩn axetic phát triển và một phần rượu không bị oxy hóa thành giấm, còn trường hợp rượu quá thấp sẽ xảy ra hiện tượng oxy hóa triệt để biến giấm thành CO2 và nước Trong môi trường dinh dưỡng, ngoài rượu etylic, cần phải có đủ các chất đảm bảo cho vi khuẩn sống và hoạt động, gồm... lớp phoi bào nhiều lần để cho vi khuẩn tiếp xúc và oxy hóa hầu hết rượu trong đó để biến - 13 – thành giấm (rượu etylic dư khoảng 0,1-0.2%) Nhiệt độ lên men trong khoảng 24370C tùy theo giống vi khuẩn Thời gian lên men khoảng 8-10 ngày Ngoài hai phương pháp này người ta còn chú ý đến phương pháp lên men chìm kiểu hiện đại Phương pháp này ngày càng có ý nghĩa lớn Các nồi lên men đặc biệt được thông khí... nghiệp lên men axetic Các loại quả chín được ép lấy nước và các loại dịch đường có lẫn nấm men rượu sẽ xảy ra quá trình lên men rượu, biến các loại đường thành rượu etylic và thu được dịch rượu nhẹ Cũng có trường hợp người ta bổ sung nấm men Saccharomyces vào các loại dịch trên trước khi làm giấm Quá trình lên men rượu tư nhiên (hoặc có thêm rượu nhẹ) kéo dài 2-3 tuần, xác men lắng xuống phía dưới và ta... người ta đổ vào thùng nhân giống hỗn hợp 6% acetic và 3% rượu etylic Nuôi ở 300C khoảng 5-7 ngày Sau đó chuyển dịch giống sang thùng lên men Trước khi cấy chuyền giống này, thùng lên men được rửa sạch, xếp phoi bào và cho hơi nóng đi qua, rồi thấm ướt phoi bào bằng dung dịch acetic 6%, hấp ở 700C trong 15 phút Phương pháp lên men nhanh với chủng thuần khiết có nhiều ưu điểm: Quá trình lên men ngắn ngày,... lọc 3 Bọ giấm Bọ giấm: ở những lỗ thông khí hoặc xung quanh thùng lên men hoặc các thùng gỗ chứa đựng có độ ẩm cao và chất dinh dưỡng, thườg xuất hiện hai loại bọ giấm Loại to màu trắng, hình quả lê có kích thước 0,8 x 1,5 mm và loại bé màu nâu có kích thước 0,3 x 0,4 mm Chúng sống ở phía dưới nắp đậy thùng lên men Khi xuất hiện bọ giấm thì lươn giấm biến mất Sau khi hết lươn giấm thì bọ giấm cũng... trình sản xuất nếu lên men liên tục không nghỉ thì có thể không phải nhân giống lại Ở các thùng lên men chậm khi đạt được độ chua của giấm cần thiết, người ta rút dịch ra khỏi thùng và lại cho thêm dịch mới Trong khi thao tác không - 16 – làm vỡ váng cái giấm Các thùng lên men nhanh chúa các phoi bào đã tẩm axit axetic cho phun mù dịch rượu nhạt chảy từ trên xuống và thổi khí từ đưới lên liên tục, không