Tìm hiểu vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men rượu, acid lactic và acid acetic

Tìm hiểu vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men rượu, acid lactic và acid aceticBài tập 3:Nấm menThuộc chi SaccharomycesHình ô vanKích thước: 3-10x2-12µmSống kị khí không bắt buộcLên men nhiều loại đường khác nhauQuá trình lên men rượuLên men được ở nhiệt độ tương đối cao.Chịu được môi trường có độ acid cao, nồng độ cồn cao.Nhiệt độ tối ưu: 25-300CCó khả năng tiết hệ enzim ZymazaCác nấm men chỉ lên men đường mono hoặc disaccharit, trong điều kiện kị khíNồng độ đường thích hợp cho qúa trình lên men là 10-15%pH = 4 - 4.5Nấm mốcAspergillus oryzae : sinh ra các loại enzym để thủy phân tinh bột và protein- Thường có màu vàng khi già- Phát triển trong khoảng nhiệt độ rộng( 15-400C), nhiệt độ tối ưu là 30-320C- Khả năng sinh enzym mạnh chủ yếu là : amylaza, proteaza, mantaza, catalaza.Aspergillus niger- Dùng để đường hóa tinh bột- Có khả năng tạo nhiều enzym: amylaza, maltaza, proteaza- Chịu pH thấp- Nhiệt độ 30-330C- Dễ phát triển trên môi trường tinh bột Vi khuẩnZymomonas mobilis-Là một thanh hình vi khuẩn g(-)-Kích thước: dài 2-6µm, rộng 1-1,4µm- Nhiệt độ tối ưu 25-30°C- Chỉ có thể chuyển hóa glucose, fructose và sucrose với ethanol, không thể lên men các carbohydrate phức tạp hơn-Sử dụng con đường Nhập-Doudoroff cho quá trình lên men- Lên men liên tục tạo rượu kém, không ổn định Vi khuẩn lactic- Tế bào hình que, đầu tròn- Kích thước 0,6-0,9×1,5-6µm- Nhiệt độ thích hợp 370C- Tích tụ nitơ cho nấm men, tạo pH thích hợp cho quá trình lên men(pH = 4.5-5) THÀNH PHẦN VI SINH VẬT GÂY HẠI CHO CHẤT LƯỢNG RƯỢUVI KHUẨNVi khuẩn lactic: Có thể tạo mùi hôi (lysine->histamin) Tạo CO2 làm hỏng chất lượng rượu gây “nở hoa” làm đục rượu - Streptomyces: Gây mùi “đất” cho rượu - Acetic: gây vị chua.- Bacillus: Gây mùi khó chịu và gây đục rượu2. NẤM MENZygosaccharomyces, Pichia: làm đục rượu vang và tạo mùi làm ảnh hưởng đến chất lượng rượu.Brettanomyces/ Dekkra : tạo ra mùi khó chịu do hợp chất vinyl phenol sản phẩm phân hủy amino acid và các sản phẩm oxy hóa các hợp chất aldehyde của thùng gỗ đựng rượu vangSaccharomyces: làm đục rượu, sủi bọt do CO2Lên men acid lactic Sữa chua- Sự phối hợp hài hòa 2 chủng vi khuẩn Streptococcus thermophilus , Lactobacillus bulgaricus.- Trong đó acid được tạo ra nhờ S.thermophilus, còn hương liệu lại được tạo ra nhờ L.bulgaricus sẽ tạo ra sản phẩm cuối là sữa chua có chứa 109 vi khuẩn trên 1 gam. Streptococcus thermophilusPhát triển tốt nhất ở nhiệt độ 40-450CVi khuẩn gram dương Là một loại vi khuẩn acid lacticMôi trườngSinh sản tốt ở nhiệt độ 37– 400C. Là vi khuẩn lactic lên men điển hình Có khả năng chịu nhiệt đến 650C trong 30 phút. pH tối thích là 6.6–6.8.Phát triển được trong môi trường có độ acid thấp hơn Lactobacillus bulgaricus.Vai trò: biến lactose thành acid lactic trong điều kiện kị khí. Vi khuẩn axit tạo ra chịu trách nhiệm cho hương vị chua và kết cấu của sữa chua.Lactobacillus bulgaricus Đứng riêng rẽ hoặc thành chuỗiLà trực khuẩn tròn, Gram dươngKhông có khả năng di động. Nhiệt độ tối ưu là 40-450C, tối thiểu là 15-200C.Môi trườngLà vi khuẩn lên men điển hình,Phát triển tốt ở nhiệt độ 45 ÷ 500C trong môi trường có độ acid cao Có thể tạo đến 2,7% acid lactic từ đường lactose. Vai trò: L.bulgaricus có khả năng thủy phân casein thành một số acid amin do đó tạo điều kiện cho S.thermophilus phát triển.Quá trình lên menTrong môi trường sữa vi khuẩn lactic tổng hợp Enzyme lactose Enzyme lactase Lactose Glucose + GalactoseĐường galactose chuyển hóa thành glucose: Galactose + ATP = Galactose – 1 – phosphate + ADP. Galactose – 1 – phosphate = Glucose – 1 – phosphat. Glucose – 1 – phosphate = Glucose – 6 – phosphate. Glucose – 6 – phosphate = Glucose + H3PO4Đường Glucose chuyển hoá thành acid pyruvic theo chu trình E.M.P (hexozadiphotphat). Các dạng hư hỏng ở sữa chua1. Sữa chua bị nhớt2. Sữa chua có vị bột hoặc nhám3. Sữa bị tách nước4. Sữa không đủ chua 5. Sữa không đủ ngọt 6. Sữa không đông (và không chua)7. Sữa lỏng nhưng chua nhiều, có thể bị nhớtLên men acid lactic (rau quả)PTTQ: C6H12O6 -> 2CH3CHOHCOOH + Q (yếm khí)Cơ chế lên menLên men lactic đồng hình (điển hình) :_ Axit pyruvic->axit lactic (90%) (enzyme lactatdehydrogenase).Lên men lactic dị hình (không điển hình) :_ Khi vi khuẩn lactic không có các enzyme cơ bản của sơ đồ EMP -> xilulose 5-photphat theo con đường pento-photphat ( PP ).-> chỉ có 50% lượng đường tạo thành axit lactic, ngoài ra còn có: axic axetic, etanol, CO2.Vi khuẩn lên men lacticThuộc họ Lactobacterium. Là trực khuẩn, cầu khuẩn không tạo bào tử, không di động, hô hấp tùy tiện, dạng hình cầu, hình que ngắn, chia làm 2 nhóm:Streptobacterium hassice fermentatacLactobacillus plantarum Điều kiện môi trườngPeptone, axit amin hay muối amônChất dinh dưỡng: giàu vitamin, axit amin, khoáng chấtpH 5,5 – 6Nhiệt độ: 15 – 500CMột số dạng hư hỏngKhúVáng, mốcVi khuẩn axêtic thuộc chi Acetobacter, họ AcetobacteriaceaeAcetobacter pomorum: Hình que, kích thuớc 0,4-0,8 x 0,8-1,3 µmLÊN MEN AXIT AXETIC (Giấm)Vi khuẩn A.Suboxydans:Là chủng có khả năng chịu được nồng độ cồn rất cao.Nhiệt độ thích hợp là 28-300C, thời gian lên men nhanh 48h.Là vi khuẩn hiếu khíKhông sinh cellulose, không sinh trưởng được trên môi trường không có acetic, gam âm, catalase (-)Có thể di động (có tiên mao hoặc chu mao) hoặc không di động (không có tiên mao)Không sinh nha bào tửHiếu khí bắt buộcChịu được độ acid caoCó khả năng đồng hóa nhiều nguồn thức ăn cacbon khác nhau nhưng không sử dụng được tinh bộtTế bào đứng riêng rẽ hoặc kết thành từng chuỗiCó khả năng tạo váng trên môi trường lỏng, khả năng tạo váng thay đổi tùy loạiĐặc tính sinh lýBiến đổi sinh hóa của quá trình lên menBiến động sinh vậtHiện tượng giấm đục và giảm độ chuaHiện tượng lươn giấm2. Biến động hóa họcNhiệt độ,Nồng độ rượuNồng độ axit acetic(>=5%)Nồng độ thoáng khíĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNGCó hai ngưỡng pH: -pH thích hợp từ 5,4 đến 6,8 -pH thích ứng cho sự lên men từ 3,5 đến 4,5.Nhiệt độ tối ưu: từ 28-320 C NGUỒN DINH DƯỠNGNguồn cacbon -Oxi hoá rượu etylic hay các rượu khác thành axit tương ứng -Có khả năng sử dụng glucoseNguồn nito: sử dụng muối amoni hay peptone. Các phương pháp lên menPhương pháp lên men chìmPhương pháp kết hợpPhương pháp lên men chậmPhương pháp lên men nhanhMột số dạng hư hỏng thường gặp trong quá trình lên menGiấm bị đục và giảm độ chuaLươn giấmBọ giấmRuồi giấmCảm ơn cô và các bạn đã chú ý lắng nghe!