chuyên đề ôn thi học sinh giỏi sinh học thpt VI KHUẨN LĂCTIC và một số ỨNG DỤNG điển HÌNH

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TRÃI  VI KHUẨN LĂCTIC VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG ĐIỂN HÌNH Giáo viên: PHẠM THỊ HUYỀN NHUNG Năm học 2015 – 2016 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vi sinh vật bao gồm vi khuẩn, nấm men, nấm sợi, xạ khuẩn… sử dụng nhiều đời sống người từ sản xuất nước tương, nước mắm, chất kháng sinh… đến xử lý chất thải, nước thải hay chế biến sản phẩm… Một vi sinh vật sử dụng nhiều lĩnh vực vi khuẩn lăctic Vi khuẩn lăctic nhóm vi sinh vật có lịch sử ứng dụng lâu đời Vi khuẩn lăctic xem an toàn (GRAS - Generally recognised as safe) loại vi sinh vật thực phẩm (food grade) ứng dụng nhiều ngành công nghiệp chế biến đời sống hàng ngày Ví dụ vi khuẩn lăctic sử dụng rộng rãi sản xuất thực phẩm muối chua truyền thống như: nem chua, tôm chua, thịt chua, rau muối chua… khắp nơi giới Từ sản phẩm đặc trưng kim chi Hàn Quốc, nem chua Việt Nam, nham Thái Lan đến sản phẩm rau muối chua cải bắp Sauerkraut Đức, rau dưa muối chua vùng Đông Nam Á… Đây loại thực phẩm sản xuất thủ công, mang sắc thái kinh nghiệm sắc riêng dân tộc Để hiểu rõ vi khuẩn lăctic ứng dụng đời sống, thực chuyên đề “Vi khuẩn lăctic số ứng dụng điển hình” Mục đích chuyên đề - Tìm hiểu đặc điểm đặc trưng vi khuẩn lăctic - Tìm hiểu số ứng dụng điển hình vi khuẩn lăctic đời sống hàng ngày sản xuất NỘI DUNG Vi khuẩn lăctic 1.1 Khái niệm Vi khuẩn lăctic có nhiều tự nhiên Chúng tồn nhiều cỏ cỏ khô Chúng tồn thể người động vật Ở đây, chúng có đường ruột, miệng Ở ruột có nhiều vi khuẩn lăctic thuộc Bifidobacteria, Enterococcus Lactobacillus vi khuẩn Lactobacillus chiếm số lượng nhiều Vi khuẩn lăctic thuộc họ Lactobacillaceae, bao gồm chi khác nhau: Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus, Leuconostoc Ngày người ta bổ sung thêm vào nhóm vi khuẩn lăctic chủng vi khuẩn thuộc chi Bifidobacterium Streptococcus Pediococcus Lactobacillus Leuconostoc Bifidobacterium  Chi Streptococcus có dạng hình tròn hình ovan, đường kính tế bào 0.5-1µm Sau phân chia theo phương chúng thường xếp riêng biệt, cặp đôi chuỗi ngắn  Chi Leuconostoc có hình dạng dài hình ovan, đường kính từ 0.5-0.8µm chiều dài khoảng 1.6µm số điều kiện chúng có dạng tròn, chiều dài khoảng 1-3 µm Sau phân chia chúng thường xếp thành chuỗi, không tạo thành đám tập trung  Chi Lactobacillus có dạng hình que Tùy vào điều kiện môi trường sống mà hình dạng chúng thay đổi từ hình que ngắn đến dài Sắp xếp thành chuỗi hay đứng riêng lẽ  Chi Pedicoccus tứ cầu khuẩn song cầu khuẩn Có hoạt tính thủy phân prôtêin yếu  Chi Bifidobacterium trực khuẩn, phân lập phân nhánh dạng chữ Y, V tập hợp thành khối Sau nhiều lần cấy truyền chúng trở thành dạng trực khuẩn dạng thẳng uốn cong 1.2 Đặc điểm chung Các chủng vi khuẩn thuộc nhóm có đặc điểm sinh thái khác đặc tính sinh lý tương đối giống - Vi khuẩn lăctic vi khuẩn Gram dương - Thuộc nhóm đơn bào, kích thước nhỏ từ 0,3 – 1µm - Hình cầu hình que, đứng riêng lẻ tạo thành chuỗi - Không tạo bào tử (tuy nhiên người ta tìm thấy số chủng họ vi khuẩn lăctic có khả tạo bào tử) - Không di động - Hô hấp tùy tiện (kị khí hiếu khí) - Không chứa enzim hô hấp xitocrom, catalaza - Vi khuẩn lăctic có khả sinh tổng hợp enzyme peroxydaza mạnh Chúng phân giải H2O2 để tạo H2O O2 để phát triển - Thu nhận lượng nhờ trình phân giải hydrat cacbon sinh axit lăctic Ngoài ra, càn sản sinh axit axetic, hợp chất thơm, bacteriocin… số chất quan trọng khác - Nguồn carbon glucôzơ, fructôzơ, lactôzơ, maltôzơ sucrôzơ Vài chủng vi khuẩn lăctic sử dụng tinh bột L amylophilus L amylovorus - Vi khuẩn lăctic có nhu cầu dinh dưỡng phức tạp: Các nhu cầu bao gồm vitamin, amino axit chí peptide ngắn - Vi khuẩn lăctic có khả chịu nồng độ muối cao - Nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn hoạt động 15 -500C Tuy nhiên, loài có khoảng nhiệt độ khác nhiệt độ lớn 80 0C vi khuẩn lăctic bị tiêu diệt hoàn toàn - pH thích hợp: từ 4,5 ÷ 6,8 - Hoạt động phân giải prôtêin - Sinh sản theo kiểu phân đôi 1.3 Phân bố Ít gặp đất nước, thường phát triển môi trường có chứa nhiều chất hữu phức tạp : - Trong sữa sản phẩm từ sữa thường gặp Lactobacillus lactis, Lactobacillus bulgarius, Lactobacillus helviticus, Lactobacillus cazai, Lactobacillus ferment, Lactobacillus brevis, Streptococcus diacetyllactis - Trên bề mặt thực vật xác thực vật bị phân giải hay có Lactobcillus plantanium, Lactobcillus delnikii, Lactobcillus ferment, Lactobacillus brevis, Streptococcus lactis Chúng tìm thấy loại rau quả, trái - Trong ruột niêm dịch người động vật có Lactobacillus axitophilus, Streptococcus faecalis, Streptococcus bovis, Streptococcus salivanius, Streptococcus pyogenes, Bifidobacterrium 1.4 Phân loại 1.4.1 Dựa vào trình lên men - Vi khuẩn lăctic đồng hình: Streptococus lăctic, Streptococcus cremoris,… Vi khuẩn lên men lăctic đồng hình sản sinh 85-95% axit lăctic - Vi khuẩn lăctic dị hình: Vi khuẩn lên men lăctic dị hình sản sinh 40% axit lăctic, lại cồn, axit axêtic Nhóm vi khuẩn gồm có vi khuẩn sinh hương Streptococcus votrovorus, Streptococcus paracotrovorus, Streptococcus diactylactis, Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermenti,… 1.4.2 Dựa vào hình thái - Cầu khuẩn lăctic: Streptococcus - Trực khuẩn lăctic: Lactobacillus 1.4.3 Dựa vào nhiệt độ phát triển tối ưu - Vi khuẩn lăctic ưa ấm: 25-35 0C Ví dụ: Streptococus lăctic, Lactobacillus cazai, L plantarum,… - Vi khuẩn lăctic ưa nhiệt: 37-450C Ví dụ: Streptococus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, L helvetcus,… 1.5 Nhu cầu dinh dưỡng vi khuẩn lăctic Các loại vi khuẩn lăctic khác có nhu cầu dinh dưỡng khác Chúng nhu cầu nguồn chất chứa nguyên tố cở cacbon, nitơ, photphat lưu huỳnh mà có nhu cầu số chất cần thiết khác vitamin, muối vô cơ… 1.5.1 Nhu cầu dinh dưỡng cacbon: Vi khuẩn lăctic sử dụng nhiều loại hydrat cacbon từ monosaccarit (glucôzơ, fructôzơ, manôzơ), disaccarit (saccarôzơ, lactôzơ, maltôzơ) polysaccarit (tinh bột, dextrin) Chúng sử dụng nguồn cacbon để cung cấp lượng, xây dựng cấu trúc tế bào làm chất cho trình lên men tổng hợp axit hữu 1.5.2 Nhu cầu dinh dưỡng nitơ: Phần lớn vi khuẩn lăctic sinh tổng hợp hợp chất chứa nitơ Vì để đảm bảo cho sinh trưởng phát triển chúng phải sử dụng nguồn nitơ có sẵn môi trường Các nguồn nitơ vi khuẩn lăctic sử dụng như: cao thịt, cao nấm men, trypton, dịch thủy phân cazain từ sữa, pepton,…Hiện cao nấm menlaf nguồn nitơ sử dụng nhiều có hiệu Tuy nhiên quy mô công nghiệp sử dụng nguồn nitơ tốn 1.5.3 Nhu cầu Vitamin: Vitamin đóng vai trò coenzyme trình trao đổi chất tế bào, nên cần thiết cho hoạt động sống Tuy nhiên, đa số loài vi khuẩn lăctic khả sinh tổng hợp vitamin Vì cần bổ sung vào môi trường loại vitamin Các chất chứa vitamin thường sử dụng nước chiết từ khoai tây, ngô, cà rốt hay dịch tự phân nấm men… 1.5.4 Nhu cầu hợp chất hữu khác: Ngoài axit amin vitamin, vi khuẩn lăctic cần hợp chất hữu khác cho phát triển bazơ nitơ hay axit hữu Một số axit hữu có ảnh hưởng thuận lợi đến tốc độ sinh trưởng vi khuẩn lăctic axit xitric, axit oleic Nên người ta sử dụng muối xitrat, dẫn xuất axit oleic làm thành phần môi trường nuôi cấy, phân lập bảo chủng vi khuẩn lăctic Tương tự hai axit hữu trên, axit axetic có tác động quan trọng đến sinh trưởng tế bào Nên người ta thường sử dụng axit axetic dạng muối axetat để làm chất đệm cho môi trường nuôi cấy vi khuẩn lăctic 1.5.5 Nhu cầu muối vô khác Để đảm bảo cho sinh trưởng phát triển đày đủ, vi khuẩn lăctic cần muối vô Nhằm cung cấp nguyên tố khoáng đồng, sắt, natri, kali, photpho, lưu huỳnh, magie đặc biệt mangan, mangan giúp ngăn ngừa trình tự phân ổn định cấu trúc tế bào 1.6 Các kiểu lên men lăctic vi khuẩn lăctic Lên men lăctic trình phân giải hydratcacbon điều kiện yếm khí với tích lũy axit lictic môi trường lên men Đây trình oxy hóa khử không hoàn toàn Tùy thuộc sản phẩm lên men mà người ta chia trình lên men lăctic thành hai kiểu: 1.6.1 Lên men lăctic đồng hình: Lên men lăctic đồng hình trình lên men sản phẩm axit lăctic tạo chiếm 90% tổng số sản phẩm lên men lượng nhỏ axit, aceton, di-acetyl, … Phương trình chung biểu diễn trình lên men: C6H12O6 → CH3CHOHCOOH + 21.8 x 104 J Trong trình lên men lăctic đồng hình, glucôzơ chuyển hóa theo chu trình Embden – Mayerhoff – Parnas, vi khuẩn sử dụng cho quy trình tất loại enzim aldolaza hydro tách dehydro hóa triozophophat chuyển đến pyruvat Sau đó, axit pyruvic bị khử thành axit lăctic tác dụng enzim lactat dehydrogenaza, có phần nhỏ axit pyruvic tiếp tục khử cacboxyl thành axit axêtic, ethanol, CO2 aceton Số lượng sản phẩm tuỳ thuộc vào lượng oxy môi trường Các vi khuẩn lăctic lên men đường theo cách gọi chung vi khuẩn lăctic đồng hình Một số vi khuẩn lăctic điển hình: 10 Sơ đồ tóm tắt quy trình sản xuất axit lăctic Axit lăctic người sử dụng nhiều lĩnh vực khác ưu điểm sau: - Tăng cường khả tiêu hóa prôtêin sữa - Kích thích tiết dịch vị - Tăng nhanh cử động đầy thức ăn xuống dày - Ức chế sinh trưởng, phát triển số vi sinh vật gây bệnh đường tiêu hóa - Là nguồn lượng cho trình hô hấp tế bào cần thiết Chính ưu điểm phần chứng minh hiệu việc ứng dụng VK lăctic công nghiệp chế biến sữa, phomat, xúc xích, dưa chua; thịt, tôm, cá muối chua; ủ chua thức ăn xanh; làm probiotic Axit lăctic sử dụng công nghiệp thuộc da (làm mềm làm nở da), công nghiệp dệt (làm thuốc nhuộm), công nghiệp mỹ phẩm (làm nguyên liệu tạo sản phẩm dưỡng tóc, giảm lão hóa tóc), in ấn, sơn chế tạo chất dẻo 19 Muối lactat với nguyên tố khoáng thường dùng làm dược phẩm nhằm bổ sung cho thể dạng dễ hấp thụ: lactat sắt dùng để bổ sung sắt cho bệnh nhân thiếu máu; lactat canxi bổ sung canxi cho bệnh nhân loãng xương… Ngoài ra, axit lăctic dùng để làm hạ pH môi trường xuống - Do đó, ức chế phát triển VSV gây thối E coli (loại VSV thích nghi pH - 7) 2.2 Chế biến sản phẩm sữa Trong sữa chứa đường, cazein loại muối khoáng khác nên môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Trong sữa bình thường chứa nhiều vi sinh vật (khoảng 300 đến 400tb/1ml), vi sinh vật xâm nhập vào sữa nhiều đường khác Để sản xuất sản phẩm sữa khác người ta dùng giống vi khuẩn lăctic khác 2.2.1 Sản xuất sữa chua Sữa chua sản phẩm lên men sữa lỏng để chua ngẫu nhiên tác dụng nhiều vi khuẩn sinh axit lăctic khác Vi khuẩn lăctic có vai trò quan trọng sản xuất sữa chua Nó lên men đường lactôzơ tạo axit lăctic làm sữa chua đông tụ, đồng thời tạo chất thơm 20 đặc trưng cho sản phẩm Ngoài ra, chúng khiến cho cazein sữa bị đông tụ khiến sữa từ dạng lỏng chuyển sang dạng keo sệt Trong sản xuất sữa chua thường dùng loại sau: Lactobacillus bulgaricus: loại vi khuẩn lên men đồng hình, phát triển tốt nhiệt độ 45 – 500C môi trường có độ axit cao L.bulgaricus tạo khối sữa đến 2.7% axit lăctic từ đường lactôzơ pH tối thích L.bulgaricus 5.2 – 5.6 Streptococcus thermophiles: phát triển tốt nhiệt độ 500C sinh sản tố nhiệt độ 37 - 400C Đây vi khuẩn lăctic lên men đồng hình có khả chịu nhiệt đến 650C 30 phút pH tối thích chủng 6.6 – 6.8 Trong sản xuất sữa chua, việc cấy hỗn hợp loại vi khuẩn cho kết tốt sử dụng riêng loại L.bulgaricus có chứa enzim phân giải prôtêin nên có khả phân tách số amino axit từ cazain Các amino axit này, quan trọng valine, có vai trò chất kích thích hoạt động S.thermophiles Kinh nghiệm cho thấy sữa chua đạt tiêu chuẩn tốt (về pH, mùi vị, hương thơm) tỉ lệ S.thermophiles/ L.bulgaricus 1/1 Trong công nghiệp người ta sử dụng hỗn hợp S.thermophiles/ L.bulgaricus dạng bột đóng gói kín Sự hình thành chất thơm sản phẩm sữa chua trước người ta cho có vai trò S.thermophiles Nhưng nghiên cứu gần nhấn mạnh đến vai trò L.bulgaricus việc tạo nên hương thơm cho sản phẩm, thành phần acetaldehyde coi thành phần quan trọng góp phần tạo nên hương thơm đặc trưng sữa chua Ngoài chùng vi khuẩn người ta sử dụng nhiều chủng vi sinh vật khác cho trình sản xuất yogurt Các vi sinh vật sử dụng để sản xuất sữa chua từ sữa (Oberman H Libudzisz.z, 1998) Các nhóm VSV Vi khuẩn Lactobacillus Loài L.delbrueckii L.delbrueckii ssp lactis L.delbrueckii ssp bulgaricus L.helveticus 21 Lactococcus Leuconostoc Streptococcus Pediococcus Acetobacter Nấm men Kluyveromyces Candida Saccharomyces Torulaspora Nấm sợi Geotrichum L.axitophilus L.cazai L.kefir L.lactis ssp lactis L.lactis ssp lactis var diacetylatis L.lactis ssp cremoris L.mesenteroides L.mesenteroides ssp dextranicum L.mesenteroides ssp cremoris S.thermophilus P.pentosaceus P.axitilactis A.aceti K.marxianus ssp marxianus K.marxianus ssp bulgaricus K.lactis C.kefir S.cerevisiae S.lactis T.delbrueckii G.candidum Phân loại sữa chua: - Theo cấu trúc mùi vị: • Yogurt truyền thống: có cấu trúc gel mịn Trong quy trình sản xuất, sữa nguyên liệu sau xử lí, cấy giống rót vào bao bì Quá trình lên men diễn bao bì làm xuất khối đông, tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm • Yogurt dạng khuấy: khối đông xuất sản phẩm sau trình lên men bị phá hủy phần khuấy trộn học Ở quy trình này, sữa nguyên liệu xử lý, cấy giống lên men thiết bị chuyên dùng, trình làm lạnh rót sản phẩm vào bao bì Sữa chua dạng cấu trúc gel mịn đồng sữa chua truyền thống • Yogurt uống: khối đông đặc bị phá hủy hoàn toàn, dạng lỏng Sử dụng phương pháp khuấy trộn phương pháp đồng hoá để phá huỷ cấu trúc gel khối đông giảm độ nhớt cho sản phẩm 22 • Yogurt lạnh đông: tương tự kem Quá trình lên men sữa thực thiết bị chuyên dùng, hỗn hợp sau lên men đem xử lí lạnh đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm bao gói • Yogurt cô đặc: Quy trình sản xuất bao gồm giai đoạn quan trọng như: lên men sữa, cô đặc, làm lạnh, đóng gói sản phẩm Trong trình cô đặc, người ta tách bớt huyết sữa khỏi sản phẩm Yogurt cô đặc có tên strained yogurt hay labneh Ngày nay, để đa dạng hóa sản phẩm yogurt thị trường, người ta bổ sung thêm hương liệu, chất màu thực phẩm puree trái vào sản phẩm - Theo hàm lượng chất béo: • Yogurt béo: hàm lượng chất béo ≥ 3% • Yogurt “bán gầy”: hàm lượng chất béo 0.5 – 3% • Yogurt gầy: hàm lượng chất béo ≤ 0.5% 2.2.2 Sản xuất phomat: Phomat sản phẩm lên men chế biến từ sữa (sữa bò, sữa dê…) với tham gia số nhóm vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn lăctic Đây thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, bảo quản lâu Phomat nguyên liệu lý tưởng chúng dễ kết hợp với nhiều loại thức ăn Chúng giúp tăng hương vị cho súp, bánh tard, salad Phomat cung cấp gấp đôi lượng béo so với loại kem từ sữa nên sử dụng nhiều công thức chế biến Hiện giới có hàng trăm loại phomat Các sản phẩm phomat khác cấu trúc, mùi vị, màu sắc, tiêu hóa lý vi sinh Quy trình công nghệ sản xuất phomat đa dạng Người ta sử dụng nguyên liệu sữa giống vi sinh vật khác để sản xuất phomat Trong sản xuất phomat, tùy thuộc loại sản phẩm mà nhà sản xuất sử dụng loài tổ hợp nhiều loài vi sinh vật khác Phổ biến phomat nhóm vi khuẩn lăctic Chúng bao gồm liên cầu khuẩn Streptococcus lăctic, S diacetylăctic, S paracitrovorus, Lactococcus cremoris, Leuconotoc lactis,Leuconostoc cremoris; Các trực khuẩn Lactobacillus bulgaricum, L axitophilum, L helveticum Người ta sử dụng nhóm vi khuẩn lăctic ưa ấm (T opt = 23 25÷35oC) ưa nhiệt (Topt =37÷45oC) với chế lên men lăctic đồng hình dị hình Chúng có chức tạo axit lăctic trình lên men góp phần gây đông tụ cazain sữa tạo độ chua khối đông Ngoài ra, vi khuẩn lăctic tạo sản phẩm phụ từ trình lên men CO 2, axêtanđêhit, điaxêtyl… Một số chủng vi khuẩn lăctic tham gia vào trình chuyển hóa axit citric, trình phân giải prôtêin… để tạo nên giá trị cảm quan tiêu hóa lý đặc trưng cho phomat thành phẩm Quá trình chuyển hóa đường lactôzơ thành axit lăctic đóng vai trò chất ức chế vi sinh vật không mong muốn cắt nguồn dinh dưỡng vi sinh vật Lên men lăctic diễn nhanh chóng dừng lại lượng đường lactôzơ cạn kiệt Nhóm vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium) sử dụng giai đoạn ủ chín số loại phomat Gruỳere, Jarlsberg, Grevé, Emmenthal, Maasdam… Chúng lên men lactôzơ chuyển hóa axit lăctic thành axit propionic, CO số sản phẩm phụ khác Mục đích sử dụng vi khuẩn propionic tạo nên lỗ hổng cấu trúc số phomat cứng góp phần hình thành nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm Phương trình lên men tổng quát sau: Các loài nấm mốc thuộc giống Penicillum P camemberti, P roqueforti…được sử dụng giai đoạn ủ chín số loại phomat bán mềm Nhóm vi sinh vật có khả sinh tổng hợp enzyme proteaza lipaza ngoại bào, xúc tác chuyển hóa prôtêin lipid khối đông tạo nên mùi vị đặc trưng cho sản phẩm 2.3 Muối chua rau Rau muối chua sản phẩm thuộc nhóm sản phẩm lên men lăctic Trong trình lên men này, chất đường có sẵn nguyên liệu chuyển hóa thành axit lăctic nhờ vi sinh vật lăctic (một số vi khuẩn nấm men) Quá trình lên men lăctic xảy theo nhiều giai đoạn, tạo nhiều sản phẩm trung gian rượu Sự tạo thành lượng nhỏ rượu muối chua rau hoạt động 24 vi khuẩn lăctic nấm men lên men rượu thông thường Ví dụ, muối chua bắp cải, rượu eetylic tạo thành tác dụng vi khuẩn B brassicae fermentati Một lượng rượu nhỏ (0.5 – 0.7%) tạo thành với axit lăctic không làm giảm chất lượng sản phẩm, trái lại làm cho sản phẩm rau muối chua có hương vị đặc trưng Khi nấm men có điều kiện phát triển sản phẩm, chuyển hóa đường thành rượu lượng rượu tích tụ nhiều Ngoài ra, axit lăctic có tác dụng làm giảm pH sản phẩm, ức chế hoạt động nhiều loại vi sinh vật gây hư hỏng Sản phẩm lên men lăctic đầy đủ sử dụng để ăn ngay, không cần nấu nướng Ở nước ngoài, rau muối chua sản xuất nhiều từ dưa chuột, bắp cải, cà chua số rau khác Ở nước ta, loại rau muối chua nhiều cải bẹ, bắp cải, cà pháo, hành củ … Quá trình muối chua rau gồm có giai đoạn: - Giai đoạn 1: muối ăn tạo áp suất thẩm thấu lớn nên đường chất dinh dưỡng khác có nguyên liệu khuếch tán vào nước tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật lăctic số vi sinh vật khác hoạt động Trên bề mặt nước muối xuất bọt khí, hoạt động vi khuẩn coli số vi sinh vật có khả sinh khí khác Chủng vi khuẩn lăctic phát triển chủ yếu thời kỳ Leuconostoc mesenteroides Đó loại cầu khuẩn có khả sinh khí axit lăctic pH môi trường nhanh chóng giảm xuống, vi sinh vật có hại bị ức chế Khí CO2 sinh làm tăng điều kiện yếm khí, góp phần ức chế vi sinh vật “lạ”, đồng thời ngăn cản oxy hóa vitamine C giữ màu sắc tự nhiên rau cải Ngoài ra, phát triển chủng làm môi trường biến đổi, tạo điều kiện thuận lợi cho chủng vi sinh vật lên men giai đoạn sau phát triển Khi nồng độ axit (chủ yếu axit lăctic) đạt 0.25 – 0.3%, phát triển chậm dần chết enzyme mà tiết tiếp tục chuyển hóa đường thành axit lăctic - Giai đoạn 2: vi khuẩn lăctic phát triển mạnh mẽ axit lăctic tích tụ nhiều pH môi trường giảm tới – 3.5 ức chế hoạt động vi khuẩn gây thối Chủng vi khuẩn lăctic phát triển chủ yếu thời kỳ Lactobacillus cucumeris, B.brassicae fermentati số chủng khác Đây thời kỳ quan trọng trình lên men Trong giai đoạn sản phẩm tích tụ lượng axit lăctic cao có 25 hương vò đặc trưng Khi nồng độ axit đạt 1.5 – 2%, với nồng độ muối cao nhiệt độ thấp, chủng bị giảm hoạt tính - Giai đoạn 3: số chủng vi khuẩn lăctic khác (ví dụ: L.pentoacetius…) tiếp tục trình lên men đưa nồng độ axit lên – 2,5% Lượng axit lăctic tích lũy cao quay lại ức chế hoạt động vi khuẩn Lúc này, số nấm men nấm mốc có khả phân hủy axit lăctic phát triển, làm giảm chất lượng sản phẩm Do vậy, thời kỳ này, để ngăn ngừa tượng trên, ta bảo quản sản phẩm nhiệt độ thấp (2 – 40C) bảo quản điều kiện yếm khí hay bảo quản axit sorbic, natri benzoat… 2.4 Ủ chua thức ăn gia súc Từ lâu người ta biết sử dụng trình lên men lăctic để ủ chua thức ăn gia súc Phương pháp ủ chua thức ăn gia súc đặc biệt cần thiết trại chăn nuôi gia súc Nguyên liệu dùng làm thức ăn cho gia súc đem phơi khô làm giảm 50% giá trị chúng Nhưng ta đem ủ chua giảm khoảng 10% giá trị Đặc biệt phương pháp ủ chua tăng nhiều số dinh dưỡng khác thức ăn Một phương pháp phổ biến ủ chua thức ăn thủ công Các loại thức ăn gia súc thực vật băm nhỏ cho vào vật chứa, cho thêm nước vo gạo Sau ủ kín đến ngày cho gia súc ăn Quá trình ủ chua thức ăn gia súc thường qua giai đoạn sau:  Giai đoạn 1: giai đoạn phát triển hỗn hợp nhiều loài vi sinh vật khác có thành phần nguyên liệu, từ nước từ không khí  Giai đoạn 2: trình lên men lăctic đồng hình xảy mạnh Các loài vi khuẩn lăctic phát triển điều kiện yếm khí, có oxy vi khuẩn gây thối phát triển tạo thành mùi khó chịu ảnh hưởng đến thức ăn ủ chua Chất lượng khối ủ phụ thuộc nhiều vào phát triển vi khuẩn lăctic  Giai đoạn 3: ủ tới thời kỳ chín vi khuẩn lăctic bị tiêu diệt lượng axit lăctic tạo thành nhiều môi trường Trong giai đoạn khối ủ không mà bị lẫn đất cát, vi khuẩn butyric phát triển, gây cho khối ủ có vị đắng mùi khó chịu 26 Nhiệt độ thích hợp cho khối ủ 25 ÷ 30°C Hiện trình ủ chua người ta còn cho thêm muối với nồng độ từ 0,1 ÷ 0,5% so với nguyên liệu Cho thêm muối để làm tăng khả trích ly chất tăng cường khả trao đổi chất vi sinh vật KẾT LUẬN Chuyên đề tìm hiểu điểm trọng tâm sau: - Các đặc điểm chung phân bố vi khuẩn lăctic - Sự khác lên men lăctic đồng hình lên men lăctic dị hình 27 - Các vi khuẩn lăctic sử dụng sản xuất axit lăctic, chế biến sản phẩm từ sữa hay muối chua rau, củ, ủ chua thức ăn cho gia súc Trong trình xây dựng chuyên đề, nhiều thiếu sót Tôi mong nhận đóng góp quý báu quý đồng nghiệp để hoàn thiện nâng cao chất lượng giá trị chuyên đề TÀI LIỆU THAM KHẢO Tô Minh Châu (2005) - Vi sinh vật học sở Phạm Thành Hổ (2004) - Nhập môn Công nghệ Sinh học, NXB Giáo dục Nguyễn Đức Lượng, Công nghệ vi sinh vật, tập 3, trường Đại học kỹ thuật Tp HCM 28 Diệp Phương Thanh- Nghiên cứu điều kiện sản xuất axit lăctic môi trường mật rỉ đường Đồng Thị Thanh Thu (2000) - Sinh hoá ứng dụng, NXB ĐH Quốc gia TPHCM Lê Thị Liên Thanh, Lê Văn Hoàng (2002), Công nghệ chế biến sữa sản phẩm sữa, NXB Khoa học Kỹ thuật TS Lâm Xuân Thanh (2003), Giáo trình công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa, NXB Khoa học Kỹ thuật Ngọc Tú, Hóa sinh công nghiệp –Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội http://menvisinh.org/content/dac-tinh-dieu-tri-cua-chung-vi-khuan-sinh-axit-lăctic 10 http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-tim-hieu-san-pham-cai-muoi-chua-tai-mot-cho-o- thanh-pho-ho-chi-minh-53121/ 11 http://luanvan.co/luan-van/quy-trinh-cong-nghe-san-xuat-phomat-3171/ PHỤ LỤC 29 30 Quy trình sản xuất sữa chua quy mô công nghiệp 31 Quy trình sản xuất phomat cứng bán cứng 32 Quy trình sản xuất dưa chuột muối đóng hộp 33 ... rõ vi khuẩn lăctic ứng dụng đời sống, thực chuyên đề Vi khuẩn lăctic số ứng dụng điển hình Mục đích chuyên đề - Tìm hiểu đặc điểm đặc trưng vi khuẩn lăctic - Tìm hiểu số ứng dụng điển hình vi. .. Một vi sinh vật sử dụng nhiều lĩnh vực vi khuẩn lăctic Vi khuẩn lăctic nhóm vi sinh vật có lịch sử ứng dụng lâu đời Vi khuẩn lăctic xem an toàn (GRAS - Generally recognised as safe) loại vi sinh. .. Dựa vào trình lên men - Vi khuẩn lăctic đồng hình: Streptococus lăctic, Streptococcus cremoris,… Vi khuẩn lên men lăctic đồng hình sản sinh 85-95% axit lăctic - Vi khuẩn lăctic dị hình: Vi khuẩn