14. Vi sinh thöïc phaåm
........................................................................................................................................
I.3. Söï coá ñònh CO2 töï döôõng:
Trong quaù trình coá ñònh CO2 coù hai quy trình coù yù nghóa ñoái vôùi vi sinh vaät
hoïc coâng nghieäp:
- Söï coá ñònh CO2 hoùa toång hôïp vôùi hydro laø nguoàn naêng löôïng döôùi
taùc duïng cuûa vi khuaån hydro
- Söï coá ñònh CO2 quang hôïp nhôø taûo.
I.3.1. Söï oxy hoùa hydro:
Caùc loaøi vi khuaån coù khaû naêng oxy hoùa hydro coøn ñöôïc goïi laø vi
khuaån noå do coù khaû naêng oxy hoùa hydro ôû daïng khí vaø töø ñoù taïo ra
naêng löôïng. Chuùng söû duïng naêng löôïng naøy ñeå ñoàng hoùa CO2.
Caùc loaøi vi khuaån tieâu bieåu:
- Hydrogenomonas : H. facilis, H. eutropha
- Norcadia opaca
Quaù trình saûn xuaát protein baèng phöông phaùp naøy ñang ñöôïc nghieân
cöùu
Quy trình nuoâi caáy caàn chuù yù caùc ñieàu sau:
- Hình thaønh dung dòch dinh döôõng vôùi haønh phaàn nhö sau: H2 70%; O2
20% ; CO2 10%. Trong ñoù H2 vaø O2 coù theå sinh ra nhôø ñieän phaân
nöôùc trong noài leân men.
- Thôøi gian theá heä laø khoaûng 3,5 ñeán 6 giôø.
- Vieäc nuoâi caáy lieân tuïc chöa ñaït ñöôïc theo yù muoán.
- Löôïng O2 cho vaøo ñöôïc giôùi haïn..
.................................................................................................................................................................
Trang 134
15. Chöông 7: Sinh khoái teá baøo.
........................................................................................................................................
I.3.2. Söï quang hôïp:
OHC
HC OH
H2C
Trioza - 3 phosphat
Fructoza - 6- phosphat
Ribuloza - 1,5 - diphosphat
Pyruvat
Acid 3 - phosphogliceric
Vaät lieäu teábaøo
Nhöõng phaûnöùng chínhcuûa quang hôïp
O P
OHHC
HC OH
H2C O P
CHHO
C O
H2C OH
OHHC
HC OH
H2C O P
C O
H2C O P
COOH
HC OH
H2C O P
ATP
CO2
ATP
NADPH2
Fd- Reductaza
NADP
Feredoxin (Fd)
Chlorophil P700
Heäthoáng saùng I
AÙnh saùng
700 nm
Chlorophil aII
Heäthoáng saùng II
<680 nm2e-
H+
1/2O2
H2O
e-
Nhaän e-
vaøQ
e-
Plastoquinon
Cytocrom f
Plastocyanin
ADP
ATP
ADP
ATP
Söï quang hôïp ñöôïc öùng duïng trong quaù trình nuoâi taûo. Thoâng thöôøng
saûn löôïng protein taûo treân 1 hecta coù theå ñaït ñöôïc 10 – 15 taán moät naêm.
Ñieàu kieän moâi tröôøng: caàn phaûi coù aùnh saùng maët trôøi maïnh, keùo
daøi ñeå taïo ñuû naêng löôïng aùnh saùng cho taûo.Caùc loaïi taûo thöôøng söû
duïng: Chlorella, Scenedesmus, Spirulina maxima.
Quaù trình nuoâi taûo khoâng chæ taïo thaønh protein maø coøn hình thaønh
quaù trình laøm saêch nöôùc thaûi moät caùch töï nhieân, do ñoù coøn ñöôïc öùng
duïng trong kyõ thuaät moâi tröôøng.
Quaù trình nuoâi taûo khoâng ñöôïc öùng duïng trong noài leân men do vieäc
chieáu saùng nhaân taïo quaù ñaét tieàn vaø quaù phieàn phöùc veà maët kyõ
thuaät.
Cô cheá cuûa quaù trình quang hôïp naøy laø chu trình Calvin. Nhôø caùc saéc
toá coù treân taûo maø caùc teá baøo caûm nhaän ñöôïc söï böùc xaï cuûa aùnh
...............................................................................................................................................................
Trang 135
16. Vi sinh thöïc phaåm
........................................................................................................................................
saùng, chuyeån hoùa vaø coá ñònh CO2 , khöû CO2 thaønh caùc saûn phaåm höõu
cô.
II. COÂNG NGHEÄ SAÛN XUAÁT SINH KHOÁI TEÁ BAØO:
II.1. Saûn xuaát naám men töø ræ ñöôøng:
Ræ ñöôøng laø moät trong nhöõng nguyeân lieäu ñöôïc öùng duïng nhieàu nhaát
treân theá giôùi ñeå saûn xuaát naám men.
Chuûng naám men ñöôïc söû duïng nhieàu nhaát laø Saccharomyes cerevisiea. Trong
thaønh phaàn naám men thöôøng coù tro chieám 6 – 9% (trong ñoù khoaûng 50%
laø P2O5.; 40% laø K2O coøn laïi laø MgO; CaO; SiO2; Na2O ; SO3). Do ñoù trong
thaønh phaàn cuûa dung dòch dinh döôõng nuoâi caáy naám men cuõng phaûi coù
caùc löôïng muoái khoaùng töông öùng.
Trong saûn xuaát khi söû duïng ræ ñöôøng mía thöôøng boå sung theâm caùc
muoái kali vaø muoái amon nhö: amoni sunfat, ure, amoni hydroxyt, (NH4)2HPO4 .
Dung dòch muoái khoaùng caàn boå sung taêng daàn trong quaù trình leân men,
nhöng caàn boå sung heát tröôùc khi keát thuùc leân men 3 – 4 giôø. Ngoaøi caùc
muoái khoaùng, glucid, hôïp chaát nitô, coøn caàn phaûi theâm moät löôïng vitamin
nhaát ñònh ñeå kích thích quaù trình sinh tröôûng cuûa naám men nhö: biotin, acid
pantotenic, inositon,…
Trong quaù trình nuoâi caáy caàn ñaûm baûo caùc yeáu toá khaùc nhö: nhieät
ñoä, pH, noàng ñoä ñöôøng, noàng ñoä caùc chaát khaùc vaø löôïng oxy hoøa tan.
- Thoâng thöôøng naám men phaùt trieån toát ôû pH khoaûng 4,5 – 5. Neáu söû
duïng amonisunphat laøm nguoàn nitô, naám men seõ söû duïng NH4
+
vaø
giaûi phoùng HSO4
-
laøm giaûm pH cuûa dòch leân men. Coøn khi söû duïng
ure laøm nguoàn nitô, pH seõ taêng daàn giuùp vi sinh vaät phaùt trieån toát.
Thoâng thöôøng trong giai ñoaïn ñaàu cuûa quy trình saûn xuaát ngöôøi ta
khoáng cheá pH ô 4,2 – 4,5 ñeå haïn cheá bò nhieãm, cuoái giai ñoaïn leân
men thaønh phaåm caàn taêng ñoä pH leân 4,8 – 5,2 ñeå taïo maøu saùng
ñeïp.
.................................................................................................................................................................
Trang 136
17. Chöông 7: Sinh khoái teá baøo.
........................................................................................................................................
- Löôïng ræ ñöôøng ñöôïc boå sung töø töø ñeå haïn cheá quaù trình hình
thaønh röôïu, naâng cao hieäu suaát teá baøo sinh khoái.
- Löôïng oxy hoøa tan caàn cung caáp 1m
3
khoâng khí cho 1m
3
dòch leân men
trong 1 phuùt, do ñoù caàn boá trí giaøn suïc khí coù ñuïc loã nhoû döôùi ñaùy
thuøng. Nhieàu xí nghieäp ñaõ taêng aùp suaát khoâng khí thoåi vaøo thuøng
leân men vôùi muïc ñích taêng löôïng oxy cung caáp cho naám men; tuy
nhieân phöông thöùc naøy ñoøi hoûi thieát bò chòu aùp, toán nhieàu naêng
löôïng cho vieäc neùn khoâng khí. Ngoaøi ra cuõng coù theå söû duïng H2O2
do naám men coù enzym catalase, nhöng phöông phaùp naøy coù giaù
thaønh raát cao.
Kyõ thuaät saûn xuaát:
N u o âi c a áy t r o n g P T N
N h a ân g io án g t h e á h e ä B
L y t a âm
L a øm
la ïn h
d u n g d òc h m u o ái k h o a ùn g P h a c h e á m o âi t r ö ô øn g
C h ö ùa m o âi t r ö ô øn g
N h a ân g io án g t r u n g g ia n
T h u øn g le ân m e n
t h a øn h p h a åm
L y t a âm
L a øm
la ïn h
Ñ o ùn g g o ùi
B a ûo q u a ûn
la ïn h m e n
e ùp
S ô ñ o à q u y tr ì n h s a ûn x u a át m e n b a ùn h m ì
L o ïc k h u n g b a ûn
L o ïc c h a ân k h o ân g
R ö ûa t r o än m e n
• Tieàn xöû lyù ræ ñöôøng:
Muïc ñích: loaïi boû taïp chaát, dieät caùc vi sinh vaät taïp nhieãm vaø ñieàu
chænh noàng ñoä thích hôïp.
...............................................................................................................................................................
Trang 137
18. Vi sinh thöïc phaåm
........................................................................................................................................
Ræ ñöôøng thöôøng coù noàng ñoä 75 – 90
0
Brix. Ñöôïc pha loaõng ñeán noàng
ñoä 40 – 50
0
Brix. Söû duïng acid H2SO4 ñeå haï pH xuoáng 4,5, ñun noùng ôû
90
0
C trong 30 phuùt vaø khuaáy troän . Sau ñoù laøm laïnh. Loïc trong. Quaù
trình loïc söû duïng thieát bò loïc khung baûn.
• Nhaân gioáng trong phoøng thí nghieäm:
Muïc ñích : taïo moät löôïng gioáng ñaït veà chaát löôïng vaø soá löôïng ñeå
phuïc vuï cho saûn xuaát coâng nghieäp.
Quaù trình naøy dieãn ra qua nhieàu giai ñoaïn.
Giai ñoaïn ñaàu coù tieán trình nhö sau:
+ Töø oáng gioáng thaïch nghieâng nhaân gioáng voâ truøng sang
moâi tröôøng loûng, nuoâi caáy ôû nhieät ñoä 25 – 28
0
C trong 24 –
48 h.
+ Sau ñoù tieáp tuïc nhaân gioáng ôû quy moâ lôùn hôn.
+ Luùc ñaàu nuoâi tónh, sau nuoâi treân maùy laéc.
+ Moâi tröôøng dinh döôõng ñöôïc boå sung theâm nitô.
Sau chuyeån gioáng sang caùc fermentor chöùa caùc moâi tröôøng ñaõ ñöôïc
thanh truøng, laøm nguoäi. Quaù trình nuoâi caáy luùc naøy ñöôïc suïc khí nheï, tuy
nhieân khoâng boå sung theâm moâi tröôøng dinh döôõng.
Trong quaù trình nhaân gioáng thu ñöôïc men gioáng theá heä A. Men naøy ñöôïc
nhaân leân thaønh men gioáng theá heä B (men naûy choài, men döï tröõ,..). Men
gioáng theá heä B ñöôïc ly taâm taùch ra söõa men vaø baûo quaûn laïnh ôû 2 – 4
0
C
ñeå chuaån bò saûn xuaát men thöông phaåm.
• Leân men trong ñieàu kieän saûn xuaát:
- Men thöông phaåm ñöôïc phaùt trieån trong nhöõng thuøng nuoâi caáy lôùn.
Thuøng ñöôïc thanh truøng, cho nöôùc, ræ ñöôøng vaø dung dòch muoái
.................................................................................................................................................................
Trang 138
19. Chöông 7: Sinh khoái teá baøo.
........................................................................................................................................
khoaùng. Caùc chaát naøy seõ ñöôïc boå sung taêng daàn trong quaù trình
leân m en ñeå ñaûm baûo löôïng ræ ñöôøng ñaït 30
0
Baume.
- Trong suoát quaù trình leân men, khí ñöôïc suïc vaøo lieân tuïc. Thoâng
thöôøng 1kg men ñöôïc cung caáp khoaûng 16m
3
khoâng khí. Vaäy caàn
4000m
3
khoâng khí trong 1 giôø cho 7000kg ræ ñöôøng.
- Khi keát thuùc dòch leân men thöôøng ñaït 2,5 – 3,5
0
Balling, pH laø 5 – 5,5 ;
noàng ñoä röôïu laø 0,03 – 0,05%. Möùc ñoä suïc khí giaûm xuoáng trong giôø
noâi caáy cuoái cuøng.
- Thôøi gian nuoâi caáy men thöông phaåm phuï thuoäc vaøo nhieàu nhaân toá
khaùc nhau, nhöng noùi chung vaøo khoaûng 12 giôø.
- Sau khi ñaït ñöôïc men thöông phaåm, dòch leân men ñöôïc laøm laïnh nhanh
xuoáng khoaûng 8 – 9
0
C, ly taâm vaø röûa nöôùc vaøi laàn. Trong coâng
nghieäp thöôøng söû duïng heä thoáng ly taâm taùch vôùi coâng suaát 20 –
30m
3
/h ñeå taùch men döôùi daïng söõa men. Söõa men ñöôïc röûa theâm
vaøi laàn cho saïch roài eùp qua loïc khung baûn hoaëc maùy loïc chaân
khoâng hình troáng quay.
- Cuoái cuøng men ñöôïc eùp khuoân (haøm löôïng chaát khoâ khoaûng 27 –
30%), ñoùng goùi, baûo quaûn laïnh; hoaëc ñöôïc saáy khoâ (ñoä aåm
khoaûng 8 – 10%).
- Men eùp toát coù maøu xaùm nhaït, muøi vò ñaëc tröng, khoâng ñaéng, caáu
taïo chaët cheõ, deã beû gaõy, khoâng chaûy nhaõo trong 40 giôø.
II.1. Saûn xuaát vaø thu nhaän taûo:
Hieän nay treân theá giôùi taûo ñaõ trôû thaønh thöông phaåm vaø ñöôïc öùng
duïng roäng raõi trong chaên nuoâi, trong thöïc phaåm vaø trong coâng ngheä vi
sinh vaät. Trong taûo coù chöùa nhieàu vitamin A, vitamin B, trong taûo töôi coøn
coù vitamin C, vitamin B, vitamin K, acid nicotinic, acid pantoneic, biotin,….Tröôùc
ñaây ngöôøi ta söû duïng nhieàu Chlorella, nhöng sau naøy Spirulina ñaõ chieám
daàn öu theá do noù coù nhöõng öu ñieåm sau:
...............................................................................................................................................................
Trang 139