- Sự tạo thành ester: Cùng với việc tạo ra acid và alcol, dưới tác dụng của enzyme esterase của nấm men, các acid và alcol tác dụng với nhau tạo ra các ester
3.3.3.Công nghệ sản xuất acetic acid và lên men giấm
3. CÁC SẢN PHẨM ACID HỮU CƠ 1 Lên men lactic acid
3.3.3.Công nghệ sản xuất acetic acid và lên men giấm
Giấm là một dung dịch acetic acid loãng, tùy nguyên liệu khác nhau ta thu được các loại giấm khác nhau: giấm vang, giấm đại mạch, hoa quả và rượu nguyên. Sau khi lên men giấm thu được dung dịch acetic acid 5 – 10% qua chưng cất thu được acetic acid có nồng độ 40 – 90%.
* Nguyên liệu dùng để sản xuất là các loại nước quả, rượu và bia kém phẩm chất, các loại dịch đường nhưng chủ yếu vẫn là các loại rượu. Trong đó nước nho và rượu nho là nguyên liệu sản xuất giấm có chất lượng cao. Rượu ethylic là nguồn nguyên liệu được dùng phổ biến trong công nghiệp lên men acetic. 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 ethylic và thu được dịch rượu nhẹ. Cũng có trường hợp người ta bổ sung nấm men Saccharomyces vào các loại dịch trước khi lên men giấm.
Trong môi trường dinh dưỡng, ngoài rượu ethylic cần phải có đầy đủ các chất đảm bảo cho hoạt động sống của vi khuẩn acetic, gồm carbon, nitrogen, các chất khoáng: K, Mg, Ca, Fe, P, S….
* Phương pháp lên men
- Phương pháp chậm còn gọi là phương pháp Orlean hoặc phương pháp Pháp. Phương pháp này dùng nước hoa quả làm nguyên liệu với giống Acetobacter orleaneuse. Phương pháp cho hiệu suất thấp, thời gian kéo dài nhưng thích hợp cho công việc làm giấm ở gia đình hoặc sản xuất giấm ở quy mô nhỏ trong các xí nghiệp dùng “rượu lại”, dịch đường, nước hoa quả hoặc bia hỏng, rượu vang kém chất lượng… cho nên lên men thu được giấm thơm ngon. Đây là phương pháp thủ công có từ lâu, chủ yếu là sản xuất giấm từ rượu vang. Trước hết, rượu vang được pha loãng và acid hóa bằng acetic acid, tỷ lệ acetic : rượu là 2: 4 hoặc 3 : 3. Acetic acid pha trước có tác dụng tạo điều kiện cho vi khuẩn acetic phát triển, đồng thời ngăn chặn những vi sinh vật có hại.
Dịch lên men pha xong được đổ vào các thùng gỗ và đặt trong không khí. Trên bề mặt dịch lên men sẽ nhanh chóng tạo thành những màng vi khuẩn acetic. Do màng vi khuẩn chỉ hình thành ở bề mặt nên quá trình oxy hóa tiến hành chậm và chỉ kết thúc sau vài tuần. Khi rượu còn một lượng nhỏ (0,3 – 0,5%) thì lấy giấm ra và cho dịch lên men mới vào. Để giấm tạo thành với màng vi khuẩn lâu ngày sẽ dẫn đến việc vi khuẩn acetic sẽ tiếp tục oxy hóa giấm thành CO2 và H2O. Kết thúc quá trình thu được giấm có nồng độ 5 – 6%. Để giữ được lâu cần thanh trùng Pasteur. Sản xuất theo phương pháp này giấm có ưu điểm rất thơm ngon.
- Phương pháp nhanh còn gọi là phương pháp Đức hiện nay được áp dụng chủ yếu trong công nghiệp sản xuất giấm ăn trên thế giới với các thùng lên men bằng gỗ hình trụ tới 10m3 hoặc lớn hơn trong đó đặt các phoi bào gỗ giẻ. Giống được dùng ở đây là Acetobacter schiitzenbachii được nhiễm vào phoi bào. Cho dịch lên men chảy qua các phoi bào nhiều lần, vi khuẩn acetic tiếp xúc với môi trường lên men và oxy hóa rượu thành acid. Nhờ phoi bào dòng môi trường chảy chậm, quanh co, diện tiếp xúc với vi khuẩn rất lớn. Để tăng hiệu quả oxy hóa người ta phun môi trường thành bụi và thổi không khí vào thùng lên men qua các lớp phoi bào từ dưới lên trên. Mỗi lần môi trường qua lớp phoi bào bị nóng lên vi phản ứng oxy hóa và vi khuẩn hô hấp tỏa nhiệt. Vì vậy, trước khi cho môi trường phun thành bụi lần kế theo cần phải làm lạnh. Môi trường có thể qua lớp phoi bào nhiều lần để cho vi khuẩn tiếp xúc và oxy hóa hầu hết rượu thành trong đó thành giấm. Nhiệt độ lên men trong khoảng 24 – 370C, thời gian khoảng 3 – 7 ngày.
Ngoài hai phương pháp nhanh và chậm người ta còn chú ý đến phương pháp lên men chìm, là phương pháp hiện đại, ngày càng có ý nghĩa lớn. Các nồi lên men được thông khí mạnh, khi thay thế từng phần dịch dinh dưỡng cũng được thông khí đầy đủ. Sau khi ethanol được chuyển thành acetic acid thì cũng rút bớt phần lớn và bổ sung 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 thích hợp với phương pháp lên men này, chúng có thể chuyển hóa toàn bộ ethanol thành acetic acid với điều kiện
nồng độ rượu 12% trong môi trường có thêm ít glucose và sục khí rất mạnh. Lên men ở 28 – 320C, thời gian khoảng 2 ngày.