MÔN: VI SINH HỌC THỰC PHẨM GVHD: LIÊU MỸ ĐÔNG tế bào ở dạng sống và có hoạt tính sinh học cao. Do đó việc thu nhận chúng bắt buộc phải đảm bảo các đặc tính đó không bị thay đổi. - Sinh khối bao gồm những tế bào vi sinh vật chết: Loại sinh khối này chủ yếu được dung vào 2 mục đích là làm thực phẩm cho người và cho gia súc. Sinh khối bao gồm cá tế bào chết không cần đến sự hoạt động của chúng, do đó việc thu nhận chúng trở nên dễ dàng hơn.[3] 1.2. phương pháp thu sinh khối vi sinh vật Việc thu hồi sản phẩm với hiệu suất cao có ý nghĩa quyết định đối với tính kinh tế của quy trình công nghệ. Vì vậy việc tách, thu hồi sản phẩm phải được tính toán ngay từ khi chọn giống chủng vi sinh vật để lên men, chọn nguyên liệu cũng như môi trường dinh dưỡng. Khi quá trình lên men kết thúc, người ta tiến hành thu hồi sản phẩm. Các sản phẩm của quá trình tổng hợp vi sinh vật thường được tích luỹ hoặc ở trong tế bào hoặc trong dung dịch nuôi cấy. * Việc đầu tiên là tách tế bào vi sinh vật ra khỏi pha lỏng của dịch lên men. - Nếu là các vi sinh vật có cấu tạo hệ sợi như nấm, tảo... dùng phương pháp lọc vớt. - Nếu là các vi sinh vật đơn bào, có kích thước tế bào nhỏ như nấm men, vi khuẩn... dùng phương pháp ly tâm, thường ly tâm ở tốc độ cao. * Việc xử lý tiếp theo phụ thuộc vào mục tiêu của công nghệ. Tùy theo mục đích mà có các phương pháp thu nhận sản phẩm khác nhau. Dưới đây là một số phương pháp chủ yếu: - Phương pháp lắng tủa: có thể để lắng tự nhiên, hoặc tủa bằng muối, bằng dung môi hữu cơ, bằng protein, bằng đẳng điện, .. - Phương pháp lọc: phân riêng hỗn hợp không đồng nhứt qua lớp lọc, bã được giữ lại, dung dịch chui qua lọc. Trong phương pháp lọc có sử dụng các chất trợ lọc như than mịn, đất sét tán nhỏ, Amiang mịn,..Thiết bị lọc thường là máy lọc khung bản, lọc túi,.. - Phương pháp ly tâm: là phương pháp lắng tủa nhờ lực ly tâm - Phương pháp chiết bằng dung môi: Bắt đầu là giai đoạn trộn hai pha nước và dung môi để tăng bề mặt tiếp xúc, giai đoạn sau là phân ly bằng lắng hoặc gạn, hoặc ly tâm. - Phương pháp hấp phụ: hấp phụ bằng dung dịch hoặc cột chứa chất hấp phụ, sau đó tách chất hấp phụ ra Phương pháp sấy khô, cô chân không. NHÓM THỰC HIỆN : 3.3 Page 6 MÔN: VI SINH HỌC THỰC PHẨM GVHD: LIÊU MỸ ĐÔNG 1.3. ứng dụng của sinh khối vi sinh vật trong CNTP - Sinh khối giàu prôtêin dùng làm thực phẩm cho người và thức ăn cho gia súc là những tế bào vi sinh vật (kể cả sinh khối tảo) đã sấy khô và chết, giàu prôtêin, các vitamin nhóm B và chất khoáng. Nguồn sinh khối này được gọi là prôtêin đơn bào. - Sinh khối nấm men là những tế bào sống để dùng trong công nghiệp bánh mì-men bánh mì, sinh khối có hoạt tính enzyme tiêu hóa để sản xuất các thuốc hỗ trợ tiêu hóa như biolactovin… - Sinh khối cố định đạm làm phân bón vi sinh, các loại phân bón vi sinh với vi khuẩn sống tự do trong đất và sống cộng sinh với cây họ đậu. NHÓM THỰC HIỆN : 3.3 Page 7 MÔN: VI SINH HỌC THỰC PHẨM GVHD: LIÊU MỸ ĐÔNG 2. Quá trình lên men axetic 2.1. Giới thiệu chung về acid axetic Acid acetic có công thức phân tử là CH 3COOH, là một acid hữu cơ (Acid cacboxylic), mạnh hơn Acid cacbonic. Phân tử gồm có nhóm methyl (-CH 3) liên kết với nhóm cacboxyl (COOH), khối lượng phân tử 60,5 kg/kmol. Acid acetic là một chất lỏng không màu, có mùi sốc, vị chua, có khả năng hút ẩm từ không khí. Nhiệt độ nóng chảy tnc = 16,630C, nhiệt độ sôi ts = 1180C, tỷ trọng 1,049; độ nhớt ở 200C là 1,21.10-3 Ns/m2. Trong dung dịch acid acetic tồn tại các dạng (CH 3COOH)2, (CH3COOH)3, sự tồn tại các phân tử kép như trên là do các liên kết hydro giữa các phân tử với nhau. Acid acetic tan trong nước và các dung môi thường (rượu aceton, cồn, eter, chloroform,…) với bất kỳ tỷ lệ nào. Ngoài ra nó cũng là dung môi tốt cho nhiều hợp chất hữu cơ (nhựa, tinh dầu, ..) Đặc biệt acid acetic hoà tan tốt ngay cả cellulose và các hợp chất của nó. Acid acetic rất bền với các chất oxi hoá như acid chromic, permanganat. Acid acetic có tác dụng phân huỷ da, gây bỏng, ăn mòn nhiều kim loại và hợp kim, hoà tan tốt nhiều chất vô cơ. Acid acetic đóng vai trò quan trọng trong đời sống cũng như trong công nghiệp. Nó được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như: công nghiệp tổng hợp hữu cơ, công nghiệp thực phẩm, … 2.2. Nguyên liệu Nguyên liệu chủ yếu của quá trình lên men axetic là ethanol hay một số nguyên liệu khác có có nguồn gốc từ nông nghiệp bao gồm tinh bột ( gạo, ngô, lúa mì, đại mạch,..), đường(mật ong, nho, táo, điều,…). Nếu nguyên liệu là ethanol thì quá trình lên men chỉ có một bước là chuyển hóa cồn thành axit axetic. Ethanol Vi khuẩn/ oxy hóa A. axetic * Còn với các nguyên liệu khác thì phải qua các bước sau: [4] - Nguyên liệu đường - Nguyên liệu có tinh bột NHÓM THỰC HIỆN : 3.3 Rượu hóa Đường hóa Rượu Đường Page 8 Vi khuẩn/ oxy hóa Rượu hóa Rượu A. axetic Vi khuẩn/ oxy hóa A. Axetic MÔN: VI SINH HỌC THỰC PHẨM GVHD: LIÊU MỸ ĐÔNG 2.3. Vi sinh vật lên men chủ yếu Vi khuẩn acetic: Vi khuẩn actic là vi khuẩn lấy năng lượng từ quá trình oxy hóa ethanol để tạo thành acid acetic trong quá trình lên men. Hiện nay người ta biết đến hàng chục loài vi khuẩn axetic thuộc họ Acetobacter. Chúng có những đặc điểm chung sau đây: - Là những trực khuẩn gram âm, không sinh bào tử, hô hấp hiếu khí bắt buộc, xếp đôi hay tạo thành từng chuỗi, thường tạo thành lớp màng trên bề mặt, có loài có khả năng chuyển động và có loài không. - Có nhiều trong rau quả. - Nguồn dinh dưỡng cacbon: oxi hoá rượu etylic hay các rượu khác thành axit tương ứng. Có khả năng sử dụng glucose. - Nguồn dinh dưỡng nitơ: sử dụng muối amoni hay peptone. - Có hai ngưỡng pH: pH thích hợp từ 5,4 - 6,8, pH thích ứng cho sự lên men từ 3,5 - 4,5. Chúng gồm các loài sau đây: - Acetobacter aceti: là trực khuẩn hình que ngắn, không sinh bào tử, không chuyển động và chúng có khả năng liên kết với nhau thành chuỗi dài. Chúng bắt màu vàng với iot và có khả năng chịu nồng độ cồn khá cao (11%) và tích tụ được 6% axit axetic. Nhiệt độ phát triển tối ưu của chúng là 340C, nếu nhiệt độ lên quá 400C sẽ xảy ra hiện tượng co tế bào và sẽ tạo ra hình quả lê. Thường thấy chúng phát triển trong bia. - Acetobacter pasteurianum: là trực khuẩn ngắn, hình thái gần giống loài trên, chỉ khác là chúng bắt màu xanh thẫm với iot. Tạo thành khuẩn lạc hình nhăn nheo trên môi trường đặc. Có khả năng tích tụ 6,2% ax it axetic. - Acetobacter orleanense: là trực khuẩn không chuyển động, có kích thước trung bình. Khi tăng nhiệt độ chúng tạo thành tế bào hình dài hoặc hình sợi hoặc không tạo hình. Thường thấy chúng phát triển trong dịch nho loãng. Có khả năng tồn tại ở nồng độ cồn từ 11 ÷ 12% và tích luỹ axit axetic đến 9,5%. NHÓM THỰC HIỆN : 3.3 Page 9 |
