Đang tải... (xem toàn văn)
Trao đổi chất và năng lượng là quá trình sinh hóa quan trọng để vi sinh vật có thể sinh trưởng và phát triển. - Quá trình chuyển hóa glucid - Quá trình chuyển hóa protein - Quá trình chuyển hóa lipid Đây là các quá trình chuyển hóa có sự ảnh hưởng lớn đến vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên và những quá trình này được ứng dụng trong hàng loạt ngành sản xuất cũng như làm cơ sở khoa học để chọn các phương pháp bảo quản và chế biến thực phẩm.
Bài giảng CÁC QUÁ TRÌNH VI SINH QUAN TRỌNG TRONG CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN THỰC PHẨM LỜI NÓI ĐẦU Trao đổi chất lượng là trình sinh hóa quan trọng để vi sinh vật có thể sinh trưởng phát triển - Quá trình chuyển hóa glucid - Quá trình chuyển hóa protein - Quá trình chuyển hóa lipid Đây là các quá trình chuyển hóa có sự ảnh hưởng lớn đến vòng tuần hoàn vật chất tự nhiên trình ứng dụng hàng loạt ngành sản xuất làm sở khoa học để chọn phương pháp bảo quản chế biến thực phẩm QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA GLUCID Các đường chuyển hóa glucid Glucose Con đường EMP Con đường Pentose phosphate 6-phosphogluconate 6-phosphogluconate Con đường ED Ribulose-5-phosphate Fructose-6-phosphate 3-phosphoglyceraldehyde Pyruvate Chu trình TCA Lên men 6-phosphogluconate Theo đường đường phân vi sinh vật sẽ chuyển hóa glucose thành pyruvate và lượng dự trử ATP Pyruvate tiếp tục các vi sinh vật chuyển hóa theo đường: hiếu khí và kỵ khí - Nếu vi sinh vật hoạt động điều kiện hiếu khí pyruvate bị oxi hóa hoàn toàn theo chu trình TCA thành CO2 H2O - Nếu vi sinh vật hoạt động điều kiện kỵ khí pyruvate chuyển hóa theo đường lên men tạo các sản phẩm khác Như vậy quá trình nào có ý nghĩa quan trọng thực phẩm? Quá trình oxy hóa? Quá trình lên men? Lên men là gì? Lên men trình chuyển hóa vật chất hữu cơ, mà chủ yếu là cacbonhydrate tác dụng vi sinh vật điều kiện không có oxy để thu nhận lượng Lên men là quá trình mà vi sinh vật có thể làm biến đổi chất lượng và đặc điểm cảm quan của thực phẩm Lên men thực phẩm: là công nghệ sử dụng vi sinh vật để cải tiến chất lượng thực phẩm quá trình sản xuất cũng bảo quản Kết quả của các quá trình lên men thực phẩm là gì? - Tạo các thực phẩm lên men đặc trưng riêng - Làm biến đổi sản phẩm thực phẩm về thành phần, giá trị dinh dưỡng, cảm quan, gia tăng giá trị hấp thụ, độ an toàn và thời gian sử dụng… - Giảm pH môi trường thực phẩm từ đó tiêu diệt hoặc ức chế vi khuẩn gây hại bệnh hoặc hư hỏng thực phẩm - Tạo một số chất ức chế vi khuẩn như: diaxetyl, hydroperoxyde, acetaldehyde và đặc biệt là bacterriocin Tác nhân lên men Không chỉ nấm men và vi khuẩn, mà cả nấm nói chung, nấm mốc nói riêng cũng là những tác nhân của quá trình lên men, tạo các sản phẩm lên men, thực phẩm lên men rất đặc biệt, khác - Nấm men - Vi khuẩn - Nấm mốc Tùy thuộc vào hệ enzyme loài vi sinh vật mà quá trình chuyển hóa glucose thu được sản phẩm lên men khác Người ta thường dùng tên sản phẩm điển hình tích lũy trình lên men để đặt tên cho trình lên men CÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN Sơ đồ quy trình sản xuất nước mắm dài ngày Cá + Muối Phương pháp gài nén khu bốn Phương pháp bổ sung nước Phương pháp vùng Phú Quốc Phương pháp khuấy trộn Lên men Triết rút lần Nước mắm nguyên chất Bã chượp chín Triết rút lần Bã Làm phân bón, thức ăn gia súc Pha đấu Nước mắm triết rút lần Nước mắm thành phẩm loại Sơ đồ quy trình sản xuất nước mắm ngắn ngày Để tăng nhanh trình thủy phân cá, người ta thường cho thêm – 5% protease nấm mốc, đồng thời ồn định nhiệt độ 50 – 55oC, sau hạ xuống 45oC Lượng muối cho vào khối cá làm nhiều lần Cá tươi Làm Phân loại & trộn muối Lên men Ướp muối Lên men Lọc Nước mắm nguyên chất Pha chế Thành phẩm Bã Sản xuất nước tương Nguồn nguyên liệu: - Đậu phộng (lạc): Đậu phộng loại nông sản nhiệt đới, tập trung nhiều nước Phi châu : Gana, Ghine, Công Gô, Ấn Độ… Ở Việt nam, lạc trồng nhiều Nghệ An, Nam Hà, Hà Bắc … Thành phần hóa học hạt đậu phộng : Thành phần Nước Protid Lipid Glucid Cellulose Tro Vitamin PP Hàm lượng (% chất khô) 7,3 26,9 43,6 15,2 2,4 2,4 15,7 mg/100g Trong protein hạt lạc globulin cao chiếm khoảng 97% hàm lượng protein, có hàm lượng không đáng kể loại albumin, prolamin, glutelin… - Bánh dầu đậu phộng (khô đậu phộng): Hạt đậu phộng chứa nhiều chất béo, trung bình khoảng 40 – 52%, đậu phộng nguyên liệu ép lấy dầu tốt Ngoài ra, hàm lượng protein đậu phộng cao, nhiều sinh tố B & E Đậu phộng sau ép lấy dầu, bã lại gọi bánh dầu đậu phộng Trong bánh dầu đậu phộng có nguồn đạm thực vật cao dùng để sản xuất nước chấm - Đậu nành Đậu nành trồng hóa trồng sớm loài người Các nhà khoa học thống đậu nành có nguồn gốc từ vùng Mãn Châu (Trung Quốc), từ lan truyền khắp giới, phải đến sau chiến thứ hai đậu nành thực phát triển Mỹ, Canada, Brazil … Và từ việc dùng đậu nành làm thực phẩm, chăn nuôi, công nghiệp ngày mở rộng Thành phần Tỷ lệ (%) Protein (%) Lipid (%) Cacbohydrate (%) Tro (%) Nguyên hạt Nhân (tử điệp) Vỏ hạt Phôi 100,0 90,3 7,3 2,4 40,0 43,0 8,8 41,0 20,0 23,3 1,0 11,0 35,0 29,0 86,0 43,0 4,9 5,0 4,3 4,4 Xử lý nguyên liệu: Nghiền: hạt đậu nành nghiền nhỏ thành 1mm, tạo điều kiện cho nước enzyme dễ thấm thủy phân nguyên liệu Hấp: để tiêu diệt vi sinh vật, đồng thời làm thay đổi đặc tính lý – hóa bột đậu nành giúp cho nấm mốc phát triển tốt Người ta thường hấp 0,7 – 0,9 kg/cm2 30 phút Giống vi sinh vật: Người ta thường sử dụng loại nấm mốc Aspergillus oryzae, A soyae, A niger, A terriol, A mellius, A ochracus, A awamori…Nhưng giống sử dụng nhiều loài A oryzae Yêu cầu giống: - Có hoạt lực protease cao - Không tạo độc tố aflatoxin - Có khả tạo hương Phụ gia: - Caramen: tạo màu sẫm tối đặc trưng nước tương - Benzoate-Na: chất bảo quản Hàm lượng sử dụng < 0,1% - Chất điều vị: Người ta thường sử dụng bột (Lglutamate monosodium, 621) siêu bột (inosinate monophosphate_IMP, xathylate monophosphate_XMP) - Chất tạo sánh: làm tăng độ đậm đặc cho sản phẩm Có thể sử dụng xanthan gum, tinh bột để làm tăng độ sánh - Hương liệu, đường, muối Tiến hành lên men nước tương - Cấy giống: 10% giống - Ủ: Nhiệt độ: 37 – 45oC Độ ẩm: Không khí 85 – 90% Độ thoáng khí: 6000 m3/tấn.giờ Thời gian lên men: – ngày Mốc phát triển đến màu vàng hoa cau - Thủy phân: Nước cho vào: 40 – 50% Nhiệt độ: 40 – 50 oC Thời gian: – ngày - Trích ly: Bổ sung nước muối: nồng độ 20 - 30% Nhiệt độ 60 oC Ngâm 24 - Thanh trùng: Nhiệt độ: 90 – 100 oC Thời gian 20 phút - Lắng tự nhiên: – ngày - Sản phẩm nước tương - Bảo quản QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA LIPID Chất béo là gì? Chất béo hỗn hợp este glyxerin axit béo bậc cao Dưới tác dụng tác nhân vật lý – hóa học môi trường bên ngoài, vi sinh vật, chất béo có thay đổi đáng kể Tác động vi sinh vật bắt đầu thủy phân chất béo thành glyxerin axit béo tự Quá trình xảy tác dụng xúc tác enzyme lipaza Quá trình chuyển hóa lipid Axit béo tích tụ chất, kèm theo giảm chất lượng chất béo, thể chỗ làm thay đổi “chỉ số axit” – hàm lượng axit béo tự Sản phẩm thủy phân lại tiếp tục bị chuyển hóa sau: - Glyxerin nhiều vi sinh vật sử dụng bị oxy hóa hoàn toàn tới CO2 H2O - Các axit béo bị phân hủy chậm hơn, trước hết axit béo không bão hòa bị oxy hóa Một số vi sinh vật, enzyme lipaza có enzyme oxy hóa lipoxygenaza – xúc tác trình peoxyt axit béo tạo thành Quá trình chuyển hóa lipid Các peoxyt dễ dàng bị oxy hóa để tạo thành sản phẩm trung gian – oxy axit, aldehyt, xeton …làm cho chất béo có mùi vị khó chịu Những sản phẩm trung gian trình oxy hóa chất béo axit béo vi sinh vật sử dụng trao đổi chất chúng cuối tạo thành CO2 H2O Vi sinh vật phân hủy chất béo axit béo Vi sinh vật phân hủy chất béo axit béo mạnh mẽ Pseudomonas fluorescens trực khuẩn nhỏ, không sinh bào tử có tạo sắc tố màu xanh nhạt Ngoài có vi khuẩn: Micrococcus, Chromobacterium, Prodigioscens; nhiều loài nấm, xạ khuẩn số nấm men Trong số nấm có hoạt tính ta thấy đáng ý Oidium lactis, Clasdosporium hebarium, nhiều loài thuộc Aspergilus Penicillium Ứng dụng của quá trình chuyển hóa chất béo thực phẩm Phân hủy chất béo vi sinh vật điều kiện tự nhiên (ở đất nước) xảy thường xuyên có ý nghĩa lớn vòng tuần hoàn vật chất nói chung Trong bảo quản dầu mỡ dài ngày điều kiện không cho phép vi sinh vật phát triển làm hỏng chất béo tác động ánh sang oxy không khí [...]... chế Nếu nồng độ cồn quá cao sẽ ức chế tất cả các nấm men Khả năng chịu cồn của nấm men là nồng độ cồn ức chế sự phát triển và hoạt động của nấm men sau 72 giờ nuôi cấy ở nhiệt độ 30oC Tuỳ theo khả năng chịu được nồng độ cồn khác nhau mà người ta sản xuất ra các sản phẩm khác nhau d Độ pH Độ pH môi trường có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình lên men rượu Tuỳ thuộc vào sản phẩm thu được mà người... theo phương trình: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Q2 Vì vậy khi có mặt của oxy sẽ kiềm hãm quá trình lên men rượu Hiệu ứng Pasteur: là sự ức chế quá trình lên men rượu khi có mặt của oxy Sự chuyển từ lên men sang hô hấp ngoài vi c giảm hiệu suất tạo thành rượu và khí cacbonic còn giảm hiệu suất sử dụng đường c Độ rượu Rượu được tích tụ dần trong dịch lên men và chính nó lại là chất độc kìm hãm các nấm men... men xảy ra bằng hàng loạt các phản ứng với sự tham gia rất phức tạp của nhiều loại enzyme khác nhau, bước cuối cùng của quá trình lên men là sự chuyển hóa axit pyruvic thành rượu etylic và khí CO2 Ngoài sản phẩm chính là ethanol thì quá trình lên men rượu còn ra nhiều sản phẩm phụ khác nhau như: glyxerin, aldehyt axetic, các axit xucsinic, axetic, lactic và xitric, các este và rượu bậc cao... được thời gian lên men Phương pháp men thuốc bắc: Men thuốc bắc là một chế phẩm có môi trường cơ bản là tinh bột, bài thuốc cái và men gốc (bao gồm hai hệ vi sinh vật cộng sinh với nhau) Quá trình sản xuất rượu theo phương pháp này được tóm tắt như sau: Nguyên liệu tinh bột đem nấu chín cấy men thuốc bắc Đường hoá rượu hoá cất rượu Rượu sản xuất theo phương pháp này có tính chất thủ công với... Lên men ethanol Định nghĩa: Dưới tác dụng của một số loài vi sinh vật trong điều kiện yếm khí, đường glucose được chuyển hóa thành ethanol và khí cacbonic đồng thời giải phóng năng lượng Quá trình này gọi là quá trình lên men ethanol hay lên men rượu Trong tất cả các quá trình chuyển hóa glucid do vi sinh vật gây ra, sự lên men rượu được ứng dụng rộng rãi nhất trong công... và dùng nấm men chìm, nên quá trình lên men chậm và sau khi lên men vẫn còn một lượng đường trong rượu vì vậy rượu vang thường có vị ngọt Còn trong sản xuất bia thường dùng nồng độ đường từ 9 ÷ 12% b Oxy Nấm men là loại vi sinh vật hô hấp tùy tiện Trong điều kiện hiếu khí với sự có mặt của oxy sẽ xảy ra phương trình phản ứng sau: C6H12O6 + 6O2 6H2O+ 6CO2 + Q1 → gia tăng sinh khối Chỉ trong điều kiện... rượu etylic Glyxerin chỉ được tạo thành từ thời kỳ cảm ứng do đó nó chỉ là sản phẩm phụ trong khi lên men trong môi trường axit Phương trình tổng quát của quá trình này như sau: C6H12O6 + 2(P) + 2ADP = 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP Nếu tiến hành kiềm hoá môi trường bằng Na2CO3, K2CO3 hay (NH4)2CO3 thì axetaldehyt vừa bị khử vừa bị oxi hoá, vì vậy chất nhận H2 từ NADH là glyxeraldehit 3-photphat và kết quả sẽ tạo... nghiệp thực phẩm người ta chủ yếu sử dụng nấm men trong lên men rượu Trong sản xuất một số nhà máy sản xuất còn sử dụng vi khuẩn lactic để tạo pH môi trường thích hợp cho quá trình lên men rượu Tức là sau khi đường hoá xong người ta cho vi khuẩn lactic vào môi trường, chúng sẽ phát triển và tạo lượng axit nhất định, độ axit này thích hợp nấm men phát triển và tiến hành lên men Thường người ta sử dụng vi. .. rượu có thể chia làm 3 cách - Phương pháp Amylo: Thuỷ phân tinh bột bằng enzyme amylase của nấm mốc Mucor hay Rhizopus Sau 24h thuỷ phân thì cho nấm men vào, hai quá trình đường hoá và lên men rượu được diễn ra song song Sau 3 ngày nấm mốc sẽ bị chết vì nồng độ rượu tăng cao, sau 7 ngày thì quá trình lên men kết thúc - Phương pháp Mycos-Malt: Thuỷ phân tinh bột bằng enzyme amylase của nấm mốc Aspergillus... hoàn toàn không có khả năng thủy phân các loại đường đa Nồng độ đường: Nồng độ đường thích hợp nhất cho quá trình lên men rượu từ 8 ÷ 20% Khi nồng độ đường lớn hơn 30% sẽ ức chế quá trình lên men rượu Trong sản xuất cồn người ta sử dụng nồng độ đường từ 14 ÷ 20%, quá trình lên men xảy ra mạnh và hết lượng đường sau đó người ta chưng cất để thu cồn Đối với vi c sản xuất rượu vang người ta sử dụng ... trình sinh hóa quan trọng để vi sinh vật có thể sinh trưởng phát triển - Qua trình chuyển hóa glucid - Qua trình chuyển hóa protein - Qua trình chuyển hóa lipid Đây là các qua ... 3-phosphoglyceraldehyde Pyruvate Chu trình TCA Lên men 6-phosphogluconate Theo đường đường phân vi sinh vật sẽ chuyển hóa glucose thành pyruvate và lượng dự trử ATP Pyruvate tiếp tục các vi sinh vật... cacbonhydrate tác dụng vi sinh vật điều kiện không có oxy để thu nhận lượng Lên men là qua trình mà vi sinh vật có thể làm biến đổi chất lượng và đặc điểm cảm quan của thực phẩm