acid lactic

• Các vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng trong nhiều loại thực phẩm cổ truyền như sữa chua, nem chua, dưa rau quả… Sản lượng acid lactic không thay đổi lớn trong thập kỉ cuối th[r]

ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

LỚP SH05A2

BÁO CÁO ĐỀ TÀI

BÁO CÁO ĐỀ TÀI

ACID LACTIC

SẢN PHẨM

Nhóm làm đề tài:

 Nguyễn Hữu Phước

 Nguyễn Thị Ngọc Huyền  Lý Mỹ Phương

 Lê Thị Thuý Phương  Phan Thị Bích Thuỳ

Giảng viên hướng dẫn :

Phần 1: Giới thiệu Acid lactic

 1 Định nghĩa:

Acid lactic hợp chất hữu thu

• Cơng thức cấu tạo:

C3H6O3

Cơng thức tổng quát:

CH3-CHOH-COOH

*CT phân tử:

Nếu D-acid lactic L-acid lactic có trong hỗn hợp theo tỉ lệ 50:50 người ta gọi hỗn hợp raxemic Hỗn hợp

kí hiệu DL-acid lactic.

Trong q trình lên men khơng có hỗn hợp lý tưởng mà có

• Tính chất:

• DL acid lactic dịch lỏng dạng tinh thể, tan H2O, cồn, không tan

CHCl3, nhiệt độ nóng chảy 16,8oC, nhiệt

độ sơi 122oC.

• Acid lactic có khối lượng phân tử

• Acid lactic chất có độ hút ẩm cao chất lỏng sánh đặc có sẵn thị trường ở dạng khác chất lượng; và phụ thuộc vào độ tinh có nhiều

tiêu chuẩn khác nhau: acid lactic kỹ thuật, thực phẩm, dược phẩm acid lactic

• Chú ý dạng đồng phần D-acid lactic hoặc L-acid lactic có nhiệt độ

nóng chảy nhiệt độ sơi 28 103 (oC).

• Một tiêu chuẩn chất lượng quan trọng acid lactic tinh cao bền nhiệt, ví dụ: khơng màu tạo thành làm nóng

Phần 2: Giống vi sinh vật sản xuất acid lactic

• Vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacterium Nhóm vi khuẩn gồm nhiều loại khác nhau hình dạng, sinh lí khả lên men

Đặc điểm chung nhóm vi khuẩn lên men lactic:

» Thuộc nhóm đơn bào, kích thước nhỏ từ 0,3-1m, hình cầu, que, bầu dục

»Nhiệt độ từ 10-50oC

» pH từ 4,5-6,8.

• Vi khuẩn nhiệt trung chịu nhiệt: dãy nhiệt độ tối ưu cho phát triển vi khuẩn lactic nhiệt trung( Mesophilic) 28-45oC vi khuẩn lactic chịu nhiệt( Thermophilic) 45-62oC

• Hoạt động phân giải protein

• Vi khuẩn lactic sinh vật kỵ khí khơng bắt buộc Do đó, thực tế nồng độ oxygen thấp hoạt động sống trì bình thường,

nhưng khơng bắt buộc ln phải

• Vi khuẩn lactic có nhu cầu dinh dưỡng phức tạp: nhu cầu bao gồm vitamin,

• Trong mơi trường muối kháng khiết chứa glucose, NH4+ chúng phát triển Chỉ sử dụng đường monodisaccarit, không sử dụng dạng lactoflavin, thiamin, acid pantotenic, acid folic, biotin, amin

• Nguồn carbon glucose, fructose, lactose,

maltose sucrose Vài chủng vi khuẩn lactic sử dụng tinh bột L amylophilus L

a Vi khuẩn len men lactic đồng hình

• Sản phẩm acid lactic 90-98%.

• Sản phẩm phụ ethanol, acid acetic, CO2, acetone.

C6H12O6 → 2CH3CHOH-COOH. • Giống vi khuẩn chủ yếu thuộc hai

giống Lactobacterium ( trực khuẩn) Streptococcus.

Một số vi khuẩn điển hình:

 Giống Lactobacterium:

• Lactobacterium bungaricum • Lactobacterium

planetarium

• Lactobacterium easein

• Lactobacterium delbrueckii

 Giống Streptococcus:

Một số vi khuẩn điển hình:

 Giống Lactobacterium:

• Lactobacterium bungaricum • Lactobacterium

planetarium

• Lactobacterium easein

• Lactobacterium delbrueckii

 Giống Streptococcus:

b Vi khuẩn len men lactic dị hình

• Ngồi acid lactic q trình lên men lactic dị hình cịn tạo acid succinic,acid acetic, ethanol

• Có men decacboxylase để phân huỷ acid

pyruvic, CO2, CH3CHO Tuy nhiên không phân huỷ hết acid pyruvic

• Lên men dị hình cho độ tinh khiết khơng cao phức tạp

C6H12O6  CH3CHOHCOOH +

Một số vi khuẩn điển hình:

• Bacterium coli

• Bacterium aeogenes • Bacterium

pentoacetium

Phần 3: Lên men lactic:

1 Khái niệm lên men lactic:

Lên men lactic q trình chuyển hố kỵ khí tạo acid lactic tác

Lịch sử phát triển q trình lên men

• Năm 1780 nhà bác học Thuỵ Điển Shale lần tách acid lactic từ sữa bò lên men chua

• Năm 1857 Pasteur chứng minh lên men sữa nhóm vi khuẩn lactic

• Năm 1878 Joseph Lister

(1827 – 1912)đã phân lập thành

Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men lactic

Các trình lên men dù khác chế điều kiện bị ảnh hưởng nhân tố:

• Nhiệt độ:

Mỗi lồi vi sinh vật có u cầu nhiệt độ thích hợp cho phát triển

Ví dụ: Vi khuẩn lactic nhiệt độ từ 30-32oC, nhiệt độ

• pH mơi trường:

pH<4 vi khuẩn lactic ngừng hoạt động

• Nồng độ dịch men:

Trong lên men lactic chế q trình lên men chứa khoảng 10% đường

• Oxy:

Phần 4: Công nghệ sản xuất acid lactic:

1 Giống vi sinh vật:

Lactobaccillus delbrueckii: • Vi khuẩn thường gặp

trên hạt đại mạch

• Dạng trực khuẩn lớn, kích thước 2-7 0,4-0,8m

• Chúng khác với vi sinh vật khác chúng

không lên men lactose khơng sử dụng chế biến sữa Trong môi trường dịch thể

chúng có khả 70% acid lactic so với đường • Nhiệt độ tối ưu cho

chúng phát triển 45-50oC, tối thiểu 18oC

2.Qui trình sản xuất acid lactic:

Theo phương pháp truyền thống, công nghệ sản xuất acid lactic phải qua giai đoạn chính: • Giai đoạn 1: Chuẩn bị

mơi trường lên men

• Giai đoạn 2: Điều khiển trình lên men

1 Chuẩn bị mơi trường lên men:

• Ngun liệu thường sử dụng mật rỉ đường rẻ tiền dễ kiếm.

• Pha lỗng theo tỉ lệ nước: rỉ = 3:1, sau cho dung dịch chảy qua than hoạt

• Người ta lại làm lỗng mật rỉ đến nồng độ chất khơ 15% acid hóa môi trường acid sulfuric 0,5% so với lượng rỉ đường Acid sulfuric có ý nghĩa chất điều hòa pH, acid sulfuric chất phá vỡ hệ keo, acid sulfuric chất chuyển hóa đường saccaro thành

đường nghịch đảo giúp trình lên men sau tốt Sau đó, đun dung dịch đến 90-95oC 6h

• Tiếp tục pha lỗng dung dịch đường xuống 5-10% điều chỉnh pH ngược lại đến 6,3-6,5 Làm nguội dung dịch đường xuống 50oC bơm chúng vào thùng lên

2 Điều khiển q trình lên men:

• Vi khuẩn lactic nuôi cấy riêng lượng men giống chiếm 3-5% thể tích

• Trong sản xuất lactic người ta thường sử dụng lồi vi khuẩn lactic đồng hình vi khuẩn Lactobaccillus denbruckii sử dụng nhiều Đối với vi khuẩn này, lên men

• pH trì 5-6 Thời gian lên men 7-10 ngày

• Những điều kiện lên men thay đổi tùy theo giống vi khuẩn mà ta sử dụng

• Q trình lên men lactic tiến hành thuận lợi mơi trường có phản ứng acid Tuy nhiên phải vi khuẩn lactic không chịu nồng độ acid dịch lên men lớn Do đó,

lượng acid lactic thừa khơng trung hịa lên men bị dừng lại trước đường bị

chuyển hóa hồn tồn thành acid lactic Vì vậy, biện pháp kinh tế tương ứng sản xuất

• Trong q trình lên men người ta sử dụng vơi mịn để trung hòa lượng acid tạo thành nhằm

tránh tượng acid hóa dung dịch lên men tạo lactate canxi Hằng ngày người ta cho vôi mịn vào 3-4 lần ngày Cách trung hòa giữ phản ứng acid môi trường lên men làm cho vi sinh vật ngoại rơi vào

không phát triển Số lượng CaCO3 cho tùy thuộc vào lượng acid lactic tạo thành số

3.Giai đoạn tạo lactate canxi thu nhận acid lactic:

• Dung dịch sau lên men đun nóng đến 80-90oC Dùng CaCO3 điều chỉnh độ

pH dung dịch lên men đến 10-11 giữ yên pH 3-5 Trong khoảng thời gian chất lắng sinh khối vi sinh vật lắng xuống đáy Loại bỏ chất

lắng lấy dịch Đem lọc dịch bằng máy lọc khung nhiệt độ

• Lọc xong toàn dịch lên men

chuyển qua thiết bị tạo tủa lactate canxi mất từ 10-16h

• Q trình tạo kết tủa kết thúc đem lọc bằng máy lọc khung Lọc xong để riêng kết tủa dịch lọc Dịch lọc đem cô dặc lại đem kết tủa lại lần

*Thu nhận acid lactic:

• Cho acid sulfuric vào phần kết tủa phản ứng xảy tạo thành CaSO4 kết tủa, loại bỏ phần kết tủa thu được acid lactic.

• Acid lactic tạo thành theo phương trình sau:

Ca(C3H5O3) + H2SO4→ CaSO4↓+ C3H6O3

Phần 5: Ứng dụng sản phẩm quá trình lên men acid lactic:

A Ứng dụng thực phẩm:

1 Lên men sữa chua:

• Lên men sữa chua

2 Sản xuất dưa chua:

• Trong rau vi khuẩn phát triển tạo acid lactic acid acetic với số chất hữu khác Các acid hữu làm giảm pH dịch chống lại tượng gây thối rau Bên cạnh làm tăng hương vị khối ủ chua rau

3 Sản xuất tương:

• Trong sản xuất tương trình lên men

lactic tạo pH thích

hợp cho sản phẩm tăng hương vị cho

4 Sản xuất sản phẩm lên men từ sữa:

• Các sản phẩm lên men từ sữa như: sữa chua,

phomat, bơ, Các q trình chuyển hóa sản xuất làm cho sản phẩm thêm giàu dinh

5 Ứng dụng sản xuất loại sữa bột bột giàu canxi:

6 Acid lactic ức chế sinh sản số vi

khuẩn có hại tạo điều kiện phân hủy nhanh đại phân tử hữu mà không tạo

sản phẩm độc hại cho vi sinh vật sống chung chế phẩm cho môi

B Ứng dụng y học – phẫu thuật chỉnh hình:

• Trong phẫu thuật chỉnh hình người ta thường sử dụng loại vật liệu có tên Purasorb

C Các ứng dụng khác:

• Sản xuất chất dẻo tương lai: người ta nghiên cứu sản xuất chất

Phần 5:Các vấn đề tồn hướng phát triển:

1 Tác hại lên men lactic:

• Tuy có nhiều ứng dụng quan trọng trên, lên men lactic gây nhiều tác hại như: tạo nhớt môi trường,

• Vi khuẩn lactic thường dễ xâm nhập vào thiết bị lên men rượu, từ lên men lactic làm hư hại giai đoạn lên men rượu, làm rượu bị phẩm chất tạo acid lactic, acetic, manit Lên men gây hỏng, làm chua số sản phẩm có đường bảo quản

• Ngồi cịn có số vi

• Lên men acid lactic từ mật rỉ đường tiện lợi

cũng đòi hỏi kỹ thuật, số kỹ thuật phải đảm bảo khơng chất lượng sản phẩm bị giảm sút • Mật rỉ đường coi

2 Hướng phát triển:

• Tập trung mở rộng cơng nghệ mà tập trung máy móc để tự động hoá số kỹ thuật để nâng cao chất lượng sản phẩm • Cơng nghệ lên men sản xuất

tạo acid lactic vào ứng dụng từ lâu mảnh đất đầy tiềm cho nhà khoa học nhẩn xuất

• So với nguyên liệu khác mật rỉ đường xem tối ưu nên cần giải nguồn nguyên liệu,đồng thời nên có nhún tay phương pháp gen để cải thiện tác vi

Tài liệu tham khảo:

• Phạm Thành Hổ-Nhập mơn Cơng nghệ Sinh học, NXB Giáo dục 2004

• Đồng Thị Thanh Thu- Sinh hoá ứng dụng, NXB ĐH Quốc gia TPHCM năm 2000

• Tơ Minh Châu-Vi sinh vật học sở, Năm 2005 • Diệp Phương Thanh-Nghiên cứu điều kiện

sản xuất acid lactic môi trường mật rỉ đường