Tr
ườ
ng ĐH L c H ng ạ
ồ
Khoa CNSH-môi tr
ngườ
ể
Đ tài: ề Tìm hi u quá trình lên men do vi sinh v tậ
ầ
GVDH: Tr n H u V ng ậ SVTH: Nguy n Th Ng c Ánh ọ ễ Nguy n H u An ễ
ươ ị ữ
1. Gi
ớ
i thi u: ệ
đó ph n
ộ
Lên men là gì? • Lên men là m t quá trình sinh h c, mà ử ả
ng oxy hóa kh x y ra trong t ề
ệ ấ ữ
ạ ị
ả ng th c ch y u c a vsv y m
i thành ch t oxy hóa ấ ủ ế
ứ
ủ
ế
• Lên men là ph ặ
ể
ả ở ọ bào vsv, trong ứ ế đ u ki n không có ch t oxy hóa nào. M t ph n ầ ộ ấ ch t h u c b phân gi i thành ch t kh , ph n ầ ử ấ ả ơ ị i b phân gi còn l ươ ủ bên ngoài, oxy hóa không tri
ậ ể t đ , năng l
ệ ể
ượ
khí,đ c đi m c a lên men là không th nh n đi n ệ t ng ử sinh ra không nhi u.ề
ệ
ạ
• Trong công nghi p, quá trình lên men nhân t o dù là vsv hi u khí hay k khí đ u g i là lên men. ị
ế
ề
ọ
2. C ch quá trình lên men
ơ
ế
ự ứ ạ ộ
nhiên là m t quá trình ph c t p v i ớ bào ph n ng v i nhau m t cách h n ớ ộ ỗ ế ả ứ
ườ
bào hay • Quá trình lên men t th c ph m và t ẩ ự đ n. ộ *Ta xét 2 tr ng h p đ n gi n sau: ợ ơ • M t lo i vi khu n C tác đ ng, th ẩ ạ ộ ả ộ ườ ng g i là t ọ ế
vi khu n.ẩ
ượ ự ẩ ấ ọ ơ
• M t lo i c n th c ph m A, đ • N u th c ph m phù h p, vi khu n s ăn, sinh s n và ẩ c g i là c ch t. ẩ ẽ ả ợ
ộ ế s n xu t ra ch t R. ả ạ ầ ự ấ ấ
A
C + R
2. C ch c a quá trình lên men
ế ủ
ơ
ả ẩ ợ
c ch ho t đ ng c a vi khu n b t k th c ph m còn ng h p s hi n di n c a s n ph m R ủ ệ ấ ể ự ự ệ ẩ ủ ẩ
Vi khu nẩ
• Trong m t s tr ộ ố ườ ạ ộ ứ ế nhi u hay không. Ví d : ụ ề
Nho,trái cây,..
+
R uượ
Thêm vi khu n ẩ
bào s ch m ẽ ả ế
u tăng, s sinh s n t ự u đ t 12% thì các vi khu n • Khi n ng đ r ộ ượ ồ ồ ầ ộ ượ ậ ẩ ạ
d n, và khi n ng đ r ng ng ho t đông. ạ ừ
2. C ch quá trình lên men
ơ
ế
ử ướ ủ ả
• X lý bùn ho t tính c a n ạ ả ị ứ không ch u c ch do s n ph m. Ví d : ụ c th i là quá trình lên men ẩ ế
CO2, H2O…
Ch t th i h u c
(Vi khu n sinh thêm)
+
ả ữ
ấ
ơ
ẩ
ỉ
• Trong quá trình lên men, chúng ta không ch quan tâm c th i) mà còn ấ ế ủ ướ ử
ự ọ ế ả
ả ư ố ấ ự ẩ ơ
ể ầ ư ấ
ng h p ta c n ch t th i R c a vk, nh trong ả ườ ả ợ ấ ủ ấ
đ n s phân h y ch t A (trong x lý n chú tr ng đ n quá trình s n xu t thêm C nh là s n ả xu t protein đ n bào đ làm th c ph m. Cu i cùng là ấ nh ng tr ữ quá trình s n xu t pennicillin và các ch t kháng sinh khác.
ơ ồ ổ
S đ t ng quát quá trình lên men vi sinh v tậ
Nuôi c yấ
H lên men
ệ
D ch nuôi c y ấ ị
ể
ậ
Phát tri n nguyên v t li u sinh v t ậ
ệ
tế Tách chi s n ph m ẩ ả Nguyên li uệ
Pha chế
S n ph m
ả
ẩ
X lýử ch t th i ả ấ
môi tr ngườ
3. Phân lo i lên men ạ
1. D a vào k thu t nuôi c y: ỹ ấ ậ
ạ ả ẩ ệ
ự ạ
• • •
ng ấ ủ ườ ự ồ ầ
ề ặ ề
• • • ự D a vào cách n p li u + thu s n ph m ta có các lo i lên men: Gián đo nạ Liên t c ụ Bán liên t c ụ D a vào thành ph n đ ng nh t c a môi tr tacó các lo i lên men: ạ B m t (n i) ổ B sâu (chìm) Bán r n ắ
3. Phân lo i lên men ạ
ẩ ự
2. D a vào s n ph m chính: ả • Lên men etilic • Lên men lactic • Lên men propionic • Lên men formic • Lên men butiric và lên men axeton-butanol • Lên men metan • Lên men axetat • Lên men xenlulozo
1. Lên men gián đo nạ
c nuôi c đ nh • Vi sinh v tậ đ ượ ố ị
ng xác đ nh. ộ ể trong bình lên men v i ớ ị
• Trong các thi bào vsv sinh ra, thành c ch t ế ấ
m t th tích môi tr ườ t b này, t ế ị ẩ ả ế ự ể ứ ổ
ơ thay đ i, và s n ph m có th c ch s thành l p t ậ ế bào.
• Vi sinh v t phát tri n theo các giai đo n sau: ạ ể
ề
ị
ậ + Giai đo n ti m tàng ạ + Giai đo n phát tri n. ể ạ + Giai đo n n đ nh ạ ổ + Giai đo n suy thoái ạ
1. Lên men gián đo nạ
ạ
ề bào vsv trong bình s d ng h t ngu n th c ử ụ ự ế ồ
ừ ạ ộ
tào Giai đo n ti m tàng: • Khi các t ế ẩ ả ấ
ấ
ế ấ
ph m, nó s ng ng sinh s n, ho t đ ng ezim cũng ả ẽ ng khuy ch tán ra, t gi m, các hóa ch t phân t l ế ế ử ượ ng thành. vsv thay đ i tính ch t và chúng tr ưở ổ • Khi các t ng m i, th i gian ti m tàng bào vào môi tr ề ờ ớ ườ ế m i xãy ra, các t t cho bào s n xu t các ch t c n thi ấ ầ ả ế ớ s sinh s n và phát tri n. ự ể ả
ổ ể
Giai đo n phát tri n và n đ nh: • S l ng t
1. Lên men gián đo nạ ị ể
ạ ố ượ ế ạ ừ
ng đ ng nh t. bào vsv phát tri n theo d ng lũy th a trong ồ ườ
ng thay đ i ổ ạ ườ môi tr ư
ộ nên t c đ phát tri n cũng thay đ i. ổ
bào vsv b chi ph i b i m t trong hai ấ • Nh ng khi trong m t h gián đo n, môi tr ộ ệ ố ể Giai đo n suy thoái: ạ + Giai đo n này t ế ố ở ộ ị
ng ồ
bào ưỡ ạ ế
ế
ạ i ta ti n hành các công ươ
c ng d ng đ s n xu t nhi u ho t ch t ẩ ể ả ng pháp lên ấ ề ạ
.
ạ sau: y u t ế ố • C n ki t ngu n dinh d ệ ạ • Tích t các ch t đ c h i cho t ụ ấ ộ K t thúc quá trình, ng ườ t đ thu l y s n ph m. Ph ả ế ể ấ ượ ứ ư ế đo n c n thi ầ ấ men chu kỳ đ ụ quan tr ng nh amino acid, các ch t kháng sinh ọ ấ
2. Lên men liên t cụ
• Trong giai đo n này nguyên li u liên t c vào và s n ụ ệ ả
ạ ph m lên men ẩ liên t c đi ra. ụ
• T bào vsv trong môi tr ườ ấ ầ ồ
ả ộ
ng đ ng nh t không c n giai đo n thích nghi và quá trình sinh s n., t c đ lên men ố đ c xác đ nh theo thành ph n c a h n h p trong bình. ầ ế ạ ượ ủ ỗ ợ
:
ị • Quá trình đ c bi u di n theo pt Monod ượ ể ễ
K CA CC
- rC =
CA + CM
ị ệ ộ ự ệ ệ
t đ , s hi n di n c a các i d ng v t, các vitamin, các ch t đ c h i ạ ủ ấ ộ ế
• Giá tr k ph thu c và nhi ụ ộ d nguyên t ố ướ ạ cu ng đ ánh sáng… ộ ờ
3. Lên men trong môi tr
ng bán liên t c
ườ
ụ
ụ
ị ờ
ồ ộ ườ ấ
i ta l y b t đi ồ ể
ể • B ng cách làm nh v y ch c n truy n gi ng m t l n
• Lên men bán liên t c là quá trình lên men vsv trong đi u ề ki n xác đ nh. Khi vsv phát tri n trong m t th i gian đ ủ ể t ng đ t o ra n ng đ sinh kh i c n thi ớ ế ố ầ ộ ng bao g m c sinh kh i, đ ng m t th tích môi tr ườ ố ả ồ ng đã l y đi. th i b sung thêm m t th tích môi tr ấ ườ ộ ề ư ậ ộ ầ ề ầ ạ ệ ể ạ ộ ờ ổ ằ ố v n có th thu ho ch s n ph m nhi u l n. ẫ ỉ ầ ẩ ể ả
3. Lên men trong môi tr
ng bán liên t c
ườ
ụ
ẽ ấ ờ ộ
• vi khu n s m t m t th i gian ban đ u đ thích nghi v i ớ c ộ môi tru ng lên men. T c đ phát tri n c a t ố ẩ ờ ầ ể ượ
bi u di n theo ph ng trình Monod nh sau: ể ễ ươ ư ể bào đ ủ ế
K CA CC
rC =
CA + CM
i đó t ồ ộ ủ ế bào sinh ra v i t c đ ộ ớ ố
ộ ự ằ • CM là n ng đ c a A t ạ ạ b ng ½ t c đ c c đ i ố
2. Các ng d ng s n ph m lên men
ụ
ứ
ẩ
ả
ủ
c
ụ ẩ
ứ
ượ
u, r
u
• Con ng i ng d ng ti m năng c a VSV s n ả ề ườ ứ xu t các s n ph m khi còn ch a nh n th c đ ả ấ s t n t ự ồ ạ ủ ả
ậ ư nhiên : i c a chúng trong t ự u nh : r ứ ượ
• S n xu t đ u ng ch a r ấ ồ ố
ư ượ
ượ
vang, bia, …
c t
ng, n
ướ
c m m… ắ
• S n xu t n • S n xu t th c ph m lên men nh : mu i chua rau
ố
ả ả qu , ả ủ
ứ
• Ngoài ra, trong k thu t ng
ấ ướ ươ ư ẩ ự ấ chua th c ăn cho gia súc… ứ
ậ
ỹ ể ử
ữ
ễ
i ta ng d ng quá ụ ườ trình lên men đ x lý các ch t ô nhi m h u c ơ ấ khó phân h y. ủ
M t s ng d ng lên men vsv ụ
ộ ố ứ
M t s ng d ng lên men vsv ụ
ộ ố ứ
K t lu n
ế
ậ
ả ạ ơ
ư ậ ể
ng) khác nhau và có th s n xu t nhi u s n
ấ ể ả
ưở ườ ề
ấ
ưỡ ẩ
ả
c nhi u nhu c u c a con
ẩ ầ
ứ
ủ
ề
• Nh v y, vi sinh v t có kh năng sinh tr ng và ậ ng dinh phát tri n trên nhi u lo i c ch t (môi tr ề d ả ph m lên men khác nhau. Các s n ph m này ngày càng đáp ng đ ượ ng
i.ườ
ườ
ứ
ụ
i ta ng d ng lên ề
ọ men vi sinh v t đ s n xu t nhi u lo i thu c ố ch a b nh và các s n ph m sinh h c khác.
• Trong khoa h c và y h c, ng ọ ậ ể ả ả
ạ ọ
ữ • Đ c bi ặ
ệ t, ngày nay môi tr ệ
ấ ẩ ườ
ng đang ngày càng b ị ệ ứ
ọ
ụ
ấ
i ườ
suy thoái và ô nhi m nghiêm tr ng, vi c ng d ng vi sinh v t đ x lý ch t th i do con ng ả c ph t tri n m nh m . gây ra ngày càng đ ẽ
ễ ậ ể ử ượ
ể
ạ
ấ
Tài li u tham kh o
ệ
ả
• ỹ ậ ậ ấ ả
ồ ố ạ ọ
• ụ
ấ ả Đ i h c Qu c gia ẩ . Nhà xu t b n ứ ạ ọ ệ ự ố
• Vi sinh v t h c công nghi p ậ ọ ệ , ề
Vũ Bá Minh .K thu t ph n ng. T p 4. nhà xu t b n ả ứ đ i h c qu c gia tp. H Chí Minh Bùi Ái, 2008. Công nghệ lên men ng d ng trong công ngh th c ph m Thành Ph H Chí Minh. ố ồ Ki u H u nh, 1999. ữ Ả Nhà xu t b n KH&KT, Hà N i. ấ ả ộ
• L ứ ươ Công nghệ Vi sinh. Nhà xu t ấ
ả ng Đ c Ph m, 1998. ẩ ệ b n Nông Nghi p
