- Nấm men chìm: Quá trình lên men chậm ở nhiệt độ 510oC, CO2 thoát ra ít
3.2. Cơ chế của quá trình lên men
Để lên men người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định. Tùy theo phương pháp lên men mà cho vào lượng nấm men là khác nhau. Thường khi lên men lượng tế bào nấm men phải đạt lớn hơn một trăm triệu tế bào trong một ml dịch lên men. Vì diện tích bề mặt của tế bào nấm men lớn (do số lượng tế bào nấm men lớn) nên khả năng hấp thụ các chất của tế bào nấm men là rất lớn. Đường lên men và các chất dinh dưỡng khác có trong môi trường lên men đầu tiên được hấp thụ trên bề mặt
nấm men, sau đó được khuếch tán vào trong tế bào nấm men. Rượu và CO2 được tạo
thành theo phảnứng tổng quát sau:
C6H12O6 + 2ADP + 3H3PO4 = 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + H2O
Như vậy sự lên men chuyểnđường thành rượu là một dãy quá trình oxy hóa khử có enzyme trong tế bào tham gia. Rượu etylic tạo thành khuếch tán ra môi trường ngoài qua màng tế bào nấm men. Rượu hòa tan vô hạn trong nước nên khuếch tán rất mạnh
vào trong môi trường. CO2 cũng hòa tan vào trong môi trường nhưng không lớn. Vì thế CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ khuếch tán vào môi trường và nhanh chống
đạt được trạng thái bão hòa. Khi bão hòa CO2 sẽ bám vào tế bào nấm men hình thành những bọt khí. Bọt khí sinh ra ngày càng nhiều và lớn dần lên tạo thành túi khí lớn, đến thời điểm nào đó có sự chênh lệch giữa khối lượng riêng của môi trường và tế
săng bề mặt nên chúng bị vỡ làm cho bọt khí CO2 thoát ra ngoài. Lúc này tế bào nấm men sẽ bị chìm xuống, quá trình cứ diễn ra liên tục nên tế bào nấm men chuyển từ trạng thái tĩnh sang trạng thái động, làm tăng khả năng tiếp xúc giữa tế bào nấm
men và môi trường nên làm cho quá trình trao đổi chất diễn ra nhanh, mạnh hơn, như
thế sẽ làm gia tăng quá trình lên men. Khí CO2 ức chế quá trình lên men, nhưng trong quá trình thoát khí CO2 làm tăng khả năng lên men của nấm men
Lên men ethanol được chia làm hai thời kỳ:
- Thời kỳ cảm ứng: Là thời kỳ đầu hướng phản ứng xảy ra theo chiều (1). Lúc này sản phẩm là glyxerin. Bởi vì lúc này hàm lượng axetaldehyt (CH3CHO) chưa có nhiều để nhận hydro của alcoldehydrogenaza mà hydro lại chuyển đến cho photpho glyxeraldehyt tạo photphoglyxerin, sau đó photphoglyxerin bị thủy phân giải phóng axit photphoric và glyxerin.
- Thời kỳ tĩnh: Lúc này lượng axetaldehyt đã hình thành nhiều, nên hydro từ
alcoldehydrogenaza lại chuyển sang axetaldehyt (CH3CHO) theo chiều phản ứng (2), lúc này sản phẩm chủ yếu là ethanol và CO2.
Hình 1.4: Sơđồ lên men ethanol