Tài liệu đề cập đến kỹ thuật lên men, chia thành nhiều phần về công nghệ, quá trình lên men và vi sinh vật. Nó nêu rõ các loại sản phẩm từ quá trình lên men, quy trình lựa chọn và bảo quản giống vi sinh vật, cũng như các phương pháp làm lạnh và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của chúng. Các khái niệm như oxy hóa, phân hủy, và enzym cũng được thảo luận trong ngữ cảnh quy trình lên men.

1. Phaàn 1: Kyõ thuaät leân men
I. ÑAÏI CÖÔNG VEÀ COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:
1. Khaùi nieäm leân men:
Cô chaát + Gioáng VSV →Sinh khoái + Saûn phaåm trao
ñoåi chaát ngoaïi baøo hoaëc noäi baøo + cô chaát soùt
Quaù trình leân men ñöôïc chia thaønh 2 quaù trình cô baûn:
+ Quaù trình leân men hieáu khí
+ Quaù trình leân men yeám khí (kî khí)
04/01/11 1Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

2. 04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men 2
Moät soá ñaëc ñieåm gioáng nhau:
- Hai quaù trình hieáu khí vaø kî khí ñeàu sinh ra naêng
löôïng.
- Saûn phaåm trung gian ban ñaàu cuûa caû 2 quaù trình gaàn
gioáng nhau, con ñöôøng taïo ra acid pyruvic laø con ñöôøng
chung cho caû hai.
- Caùc phaûn öùng ñeàu do enzym tham gia
I. ÑAÏI CÖÔNG VEÀ COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

3. +SaûnphaåmtrunggianLeânmenkîkhí
-O2
Côchaát CO2 +H2O+Naênglöôïng+Sinhkhoái
Côchaát Leânmenhieáukhí
+O2
CO2 +H2O+Naênglöôïng+Sinhkhoái
Nhöõng ñieåm khaùc nhau:
- Trong leân men kî khí
- Trong leân men hieáu khí
04/01/11 3Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
I. ÑAÏI CÖÔNG VEÀ COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

4. 2. Sô ñoà toång quaùt cuûa coâng ngheä leân men:
Tröôùc leân men (Upstream)
Leân men (Fermentation
Sau leân men (Downstream)
04/01/11 4Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
I. ÑAÏI CÖÔNG VEÀ COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

5. 04/01/11 5Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
I. ÑAÏI CÖÔNG VEÀ COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

6. 3. Phaân loaïi saûn phaåm leân men:
-Sinh khoái.
-Chaát trao ñoåi baäc 1
-Chaát trao ñoåi baäc 2
-Enzym
04/01/11 6Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
I. ÑAÏI CÖÔNG VEÀ COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

7. II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:
1.Caùc yeâu caàu veà gioáng VSV:
Yeâu caàu chung:
-Hieäu suaát sinh toång hôïp saûn phaåm.
-Khaû naêng thích nghi nhanh
-Toác ñoä sinh tröôûng cao
-Thaønh phaàn moâi tröôøng nuoâi caáy.
04/01/11 7Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

8. 04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men 8
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:
1.Caùc yeâu caàu veà gioáng VSV:
-Ñieàu kieän nuoâi caáy
-Söï oån ñònh caùc hoaït tính trao ñoåi chaát
-Sau khi leân men deã daøng taùch saûn phaåm vaø sinh khoái.
-Caùc tính chaát ñaëc tröng khaùc.
-Khoâng sinh toång hôïp ñoäc toá: ñoái vôùi leân men thöïc phaåm.

9. 2. Choïn gioáng VSV cho saûn xuaát:
2.1 Nguoàn goác gioáng:
Phaân laäp töø moâi tröôøng thieân nhieân
Phaân laäp canh tröôøng taäp trung
Nguyeân lieäu
duøng phaân laäp
Phaân laäp chuaån thuaàn khieát
Taïo söï oån ñònh ñaëc tính di
truyeàn mong muoán
Kieåm tra ñaëc tính di truyeàn
mong muoán
04/01/11 9Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

10. -Canh tröôøng VSV taäp trung
PP chuû yeáu ñeå nhaän canh tröôøng VSV taäp trung laø moâi
tröôøng choïn loïc hay ñieàu kieän choïn loïc.
-Moâi tröôøng choïn loïc hay ñieàu kieän choïn loïc
-Canh tröôøng thuaàn khieát
PP phaân laäp canh tröôøng thuaàn khieát töø canh tröôøng VSV
taäp trung
04/01/11 10Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:
2. Choïn gioáng VSV cho saûn xuaát:

11. Taïo gioáng môùi: goàm 2 höôùng chính:
Höôùng thöù 1: khoâng söû duïng nhöõng yeáu toá gaây ñoät bieán,
thöôøng söû duïng phöông phaùp huaán luyeän thích nghi.
Nguyên tắc
Vd: Samonella typhi vaø yeáu toá sinh tröôûng tryptophan.
04/01/11 11Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:
2. Choïn gioáng VSV cho saûn xuaát:

12. 04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men 12
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:
2. Choïn gioáng VSV cho saûn xuaát:
Höôùng thöù 2: söû duïng caùc yeáu toá gaây ñoät bieán, goàm caùc
PP gaây ñoät bieán sau:
-Phöông phaùp hoaù hoïc:
Vd: brom–uracil, 2–amino purine, ethyl methane sulfoate,
methylnitrosoguanidine, alkylsulfate, …
Baûn chaát:

13. Cô cheá taùc duïng: goàm 2 giai ñoaïn:
+ Giai ñoaïn 1: caùc chaát gaây ñoät bieán xaâm nhaäp teá
baøo.
+Giai ñoaïn 2: chuùng ñi qua baøo töông, tham gia phaûn
öùng hoaù hoïc vôùi caùc thaønh phaàn trong baøo töông.
- Phöông phaùp vaät lyù:
Söû duïng caùc tia chieáu xaï nhö: tia UV, tia X, tia
gamma…
Baûn chaát: hydrate hoaù goác pyrimidine, deamin hoaù
cytosine,…
04/01/11 13Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:
2. Choïn gioáng VSV cho saûn xuaát:

14. 1 2 3 4 5
C
G
A
T
G
C
T
A
G
C
C
G
C
G
C
G
G
C
G
C
T
A
G
C
C
G
C
G
C
G
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
C
G
C
G
A
T
G
C
T
A
C
G
C
G
C
G
A
T
G
C
T
A
G
C
C
G
C
G
A
T
C
G
G
C
G
C
T
A
G
C
U
A
C
G
1 Transition
2 Tranversion
3
4
5 Modification
Insertion
Deletion
Hình 1: Caùc daïng ñoät bieán
04/01/11 14Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

15. -Caùc phöông phaùp taùi toå hôïp di truyeàn:
+ Tieáp hôïp (conjugation):
04/01/11 15Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

16. 04/01/11 16Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

17. + Chuyển nạp/ biến nạp (transformation):
04/01/11 17Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

18. 04/01/11 18Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
+ Tải nạp
(transduction

19. 2.2 Baûo quaûn gioáng Vi sinh vaät:
2.2.1 Cấy chuyền trên môi trường thạch nghiêng:
-Sử dụng ở hầu hết các phòng thí nghiệm
-Phải cấy chuyền định kì trên môi trường mới
-Ưu điểm
-Nhược điểm
04/01/11 19Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

20. 04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men 20
2.2.2 Giữ giống trong hạt ngũ cốc:
-Thời gian sử dụng khoảng 2 năm và được sử dụng nhiều
trong công nghệ thực phẩm.
-Các hạt ngũ cốc thường dùng là hạt bắp, hạt kê, bo bo...
- Cách tiến hành: Hạt ngũ cốc sau khi nấu chín sẽ được làm
nguội và cấy vi sinh vật. Sau khi cấy nuôi 2 ngày ở 28 – 32o
C
rồi mang sấy ở nhiệt độ thấp hơn 40o
C rồi cho vào bao bì bảo
quản.
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

21. 2.2.3 Giữ giống trong cát hoặc đất:
- Bảo quản được giống khoảng 2 năm
- Chỉ thích hợp để bảo quản giống vi sinh vật để xử lý môi
trường
-Cách tiến hành: đất hoặc cát mang sấy đến độ ẩm 5% ở
nhiệt độ lớn hơn 100o
C để tiêu diệt hết các vi sinh vật có
trong đất, cát rồi trộn với giống vi sinh vật cần bảo quản và
sấy ở 38 – 40o
C trước khi đóng gói.
2.3.4 Giữ giống trong dầu:
- Phủ một lớp dầu lên trên giống vi sinh vật để hạn chế quá
trình hô hấp của nó. Bằng cách này ta có thể bảo quản
được 12 tháng.
04/01/11 21Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

22. 2.2.5 Giöõ gioáng treân giaáy loïc:
- Đeå baûo quaûn vi khuaån coù baøo töû.
- Caùch laøm: ñaäy nuùt boâng thanh truøng 1210
C/1h, cho vaøo tuû
saáy giaáy loïc caét töøng mieáng nhoû 1 – 3 cm, cho vaøo caùc
oáng nghieäm 1000
C/3h. VSV nuoâi cho coù baøo töû 3 – 5
ngaøy, duøng pipet voâ truøng cho vaøo moãi mieáng giaáy loïc
moät gioït vi khuaån, ñaäy nuùt boâng vaø cho vaøo tuû aám ñeå tieáp
2 -3 ngaøy cho ñeán khi giaáy hoaøn toaøn khoâ, phuû parafin
ñaëc ñun chaûy leân nuùt boâng, ñeå tuû laïnh hoaëc phoøng maùt,
thôøi gian baûo quaûn nhieàu naêm.
2.2.6 Giöõ gioáng treân caùc mieáng gelatin:
- Phöông phaùp ñôn giaûn deã laøm vaø raát an toaøn.
- Hai phöông phaùp thöôøng ñöôïc söû duïng nhaát:
04/01/11 22Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

23. Caùc böôùc
tieán haønh
Caùch 1 Caùch 2
Chuaån bò
moâi tröôøng
gelatin
Moâi tröôøng nöôùc thòt:
10% gelatin + 5% inosit
Moâi tröôøng nöôùc thòt:
10% gelatin + 0,25% acid
ascorbic
Chuaån bò
gioáng
Troän teá baøo ñaõ chuaån bò tröôùc
vaøo moâi tröôøng gelatin
Nuoâi VSV treân moâi tröôøng
gelatin cho ñeán khi soá löôïng teá
baøo ñaït 1010
tb/ml
Phaân laøm
caùc mieáng
nhoû gelatin
Cho moâi tröôøng gelatin ñaõ coù
VSV thaønh töøng gioït nhoû treân
ñóa petri voâ truøng (8 gioït/ pettri
Φ 9cm)
Duøng micropipet nhoû töøng gioït
leân caùc mieáng giaáy neán ñaõ ñöôïc
thanh truøng caån thaän trong caùc
ñóa petri
Saáy khoâ Saáy khoâ trong tuû huùt chaân
khoâng ôû nhieät ñoä – 200
C ñeán –
400
C vaø duøng P2
O5
ñeå haáp thuï
nöôùc
Saáy khoâ trong tuû huùt chaân
khoâng, duøng P2
O5
ñeå haáp thuï
nöôùc
Baûo quaûn Ñeå trong oáng nghieäm giöõ ôû nhieät
ñoä +50
C hoaëc – 200
C
Ñeå trong oáng nghieäm giöõ ôû nhieät
ñoä +50
C
Söû duïng Laáy caùc mieáng gelatin cho vaøo moâi tröôøng loûng thích hôïp. Laáy moät
mieáng gelatin cho vaøo 1ml moâi tröôøng loûng thích hôïp, nuoâi 24h ôû04/01/11 23Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

24. 2.2.7 Phương pháp lạnh đông
-Phương pháp đang được sử dụng khá rộng rãi để giữ giống
vi sinh vật.
-Ưu điểm
-Nhược điểm
-Cách tiến hành: trộn đều vi sinh vật với chất bảo vệ rồi cho
vào các ống nghiệm đây kín nút lại và làm lạnh từ từ, khi độ
lạnh đạt -20 ÷ -15o
C thì phải giữ tốc độ làm lạnh 1 – 2o
C/
phút.
04/01/11 24Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

25. -Chất bảo vệ dùng để bảo vệ vi sinh vật không bị chết ở
nhiệt độ lạnh sâu. Có thể dùng một trong các chất sau làm
chất bảo vệ:
+ Glycerin 15%
+ Huyết thanh ngựa (loại không cho chất bảo quản)
+ Dung dịch saccarose 10% + gelatin 1%, pH = 6,8 – 7
+Dung dịch glucose hoặc lactose 10%
04/01/11 25Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:
2.2.7 Phương pháp lạnh đông

26. 2.2.8 Phương pháp đông khô
- Sấy giống ở nhiệt độ thấp, áp suất chân không.
-Ưu điểm
- Nhược điểm
- Cách tiến hành: Nuôi vi sinh vật trong môt trường lỏng
sau đó phân phối giống vào những ống nghiệm có dung
tích 1 – 5ml rồi đưa vào máy đông khô trong 24h. Thu sản
phẩm khô ở nhiệt độ thấp, hàn kín ống để bảo quản.
04/01/11 26Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

27. 04/01/11 27Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
Máy sấy đông khô

28. 2.3 Nhaân gioáng:
-Sô ñoà nhaân gioáng toång quaùt: 2 giai ñoaïn nhaân gioáng (phoøng thí
nghieäm vaø phaân xöôûng)
04/01/11 28Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:

29. Khi tieán haønh nhaân gioáng caàn quan taâm tôùi caùc vaán ñeà
sau:
-Choïn moâi tröôøng nhaân gioáng
-Choïn ñieàu kieän nhaân gioáng
-Thieát bò nhaân gioáng
-Caùc chæ tieâu ñaùnh giaù chaát löôïng gioáng
04/01/11 29Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
II. VI SINH VAÄT TRONG COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN:
2.3 Nhaân gioáng:

30. III. Phöông phaùp vaø thieát bò leân men
3.1 Chuaån bò moâi tröôøng leân men
Phaân loaïi moâi tröôøng leân men coâng nghieäp:
+ Döïa theo tính chaát vaät lyù: moâi tröôøng loûng vaø moâi
tröôøng raén, moâi tröôøng baùn raén.
+ Döïa theo thaønh phaàn vaø nguoàn goác: goàm coù:
-Moâi tröôøng töï nhieân: duøng caùc nguyeân lieäu töï nhieân ñeå
pha cheá (söõa, tröùng, khoai taây, dòch chieát naám men) maø
thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa chuùng khoâng ñöôïc xaùc ñònh chi
tieát vaø chính xaùc.
-Moâi tröôøng baùn toång hôïp: ngoaøi caùc nguyeân lieäu töï
nhieân coøn theâm moät soá hoaù chaát coù thaønh phaàn nhaát ñònh.
-Moâi tröôøng toång hôïp: duøng hoaøn toaøn caùc hoaù chaát coù
thaønh phaàn xaùc ñònh ñeå pha cheá.
04/01/11 30Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

31. •Nguyeân taéc thieát laäp moâi tröôøng:
Khi thieát laäp moät moâi tröôøng leân men coâng nghieäp caàn
quan taâm tôùi caùc yeáu toá sau:
-Caùc chaát dinh döôõng caàn thieát cho VSV ñöôïc söû duïng
trong quaù trình leân men.
-Thaønh phaàn dinh döôõng coù giaù trò coâng nghieäp.
-Caùc ñaëc tính cuûa chaát dinh döôõng lieân quan ñeán quaù
trình toàn tröõ, saûn xuaát, thanh truøng hay tieät truøng vaø quaù
trình tinh saïch saûn phaåm.
-Giaù trò cuûa thaønh phaàn dinh döôõng.
-Caùc yeáu toá khaùc nhö: pH, nhieät ñoä, ñoä aåm,…
Tuyø moãi loaïi vi sinh vaät seõ coù nhöõng ñieàu kieän moâi
tröôøng khaùc nhau, thoâng thöôøng ñeàu yeâu caàu ñaày ñuû caùc
thaønh phaàn sau:
04/01/11 31Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
III. Phöông phaùp vaø thieát bò leân men

32.  Caùc chaát dinh döôõng cô baûn:
-Nguoàn cacbon: töø caùc hôïp chaát glucid, hydrocacbons,
lipids, alcol vaø protein. Trong ñoù, glucid laø nguoàn dinh
döôõng quan troïng nhaát ñeå VSV thöïc hieän quaù trình trao
ñoåi chaát, xaây döïng vaø ñoåi môùi teá baøo.
-Nguoàn nitô: caàn thieát cho söï phaùt trieån sinh khoái teá
baøo bôûi vì noù tham gia vaøo quaù trình taïo protein, acid
nucleic vaø nhieàu chaát coù hoaït tính sinh hoïc khaùc cuûa teá
baøo VSV.
04/01/11 32Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
III. Phöông phaùp vaø thieát bò leân men
3.1 Chuaån bò moâi tröôøng leân men

33. -Khoaùng: taát caû VSV ñeàu caàn nhöõng nguyeân toá khoaùng cho
söï phaùt trieån vaø trao ñoåi chaát.
-Nguyeân toá ña löôïng: Mg, P, K, S, Ca vaø Cl.
-Nguyeân toá vi löôïng: Cu, Fe, Mg, Zn laønhöõng nguyeân toá
thöôøng ñöôïc duøng vôùi löôïng raát nhoû nhöng raát caàn thieát cho
hoaït ñoäng soáng bình thöôøng cuûa VSV.
 Caùc yeáu toá sinh tröôûng (growth factor): vitamin, purine,
pyrimidine…
04/01/11 33Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
III. Phöông phaùp vaø thieát bò leân men
3.1 Chuaån bò moâi tröôøng leân men

34. 04/01/11 34Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

35. 04/01/11 35Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

36. 3.2 Tieät truøng trong coâng ngheä leân men:
Ñònh nghóa thanh truøng/ tieät truøng:
-Thanh truøng (pasteurization)
- Tieät truøng (sterilisation)
Thanh truøng/ Tieät truøng khí:
Nguyeân taéc:
-Dieät VSV: nhieät ñoä cao, tia cöïc tím, böùc xaï ion, hoaù
chaát, …
-Loaïi VSV: loïc thoâ, loïc tinh, vi loïc.
04/01/11 36Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
III. Phöông phaùp vaø thieát bò leân men

37. Caùc giai ñoaïn laøm saïch vaø tieät truøng khoâng khí cô baûn:
-Xöû lyù sô boä: taùch buïi (Φ = 5 – 10 µ m)
Vaät lieäu: boâng toång hôïp, maøng loïc polymer, phoâi kim loaïi,
…
-Xöû lyù thoâ: taùch phaàn lôùn caùc VSV trong khoâng khí (Φ = 1
– 1,5 µ m): 98% VSV ñöôïc loaïi boû.
Vaät lieäu: söû duïng nhieàu lôùp vaät lieäu loïc khaùc nhau:
polyamid, polyester, …
-Xöû lyù tinh: taùch caùc VSV coù kích thöôùc beù (Φ = 0,3 µ m)
→ñoä saïch 99,99%.
Vaät lieäu: sôïi carbon maûnh, maøng membarane, …
Xöû lyù khí thoaùt ra töø bình leân men:
-Ngöng tuï nöôùc: taùch 99% VSV.
-Söû duïng maøng loïc cuûa caùc haõng Balston (Anh), Sartorius
(Ñöùc),…
04/01/11 37Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

38. Thanh truøng/ Tieät truøng moâi tröôøng:
Phöông phaùp vaät lyù: chieáu xaï, duøng aùp suaát, nhieät ñoä cao,
loïc, …
a) Thanh truøng/ tieät truøng baèng tia ion hoùa
Nguyeân lyù: Taùc duïng dieät truøng cuûa caùc tia ion hoùa laø
thay ñoåi caáu truùc cuûa moät soá phaân töû protein cuûa teá baøo vi
sinh vaät vaø laøm ion hoùa dung moâi.
04/01/11 38Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
3.2 Tieät truøng trong coâng ngheä leân men:

39. Tia Taàn soá dao ñoäng ñieän töø (Hz)
Tia hoàng ngoaïi
Tia saùng thaáy ñöôïc
Tia töû ngoaïi
Tia X
Tia Rongel cöùng, tia γ
1012 – 1014
1015
1016 - 1017
1018 – 1020
1021 - 1022
Baûng. Taàn soá dao ñoäng ñieän töø cuûa caùc tia ion hoùa
04/01/11 39Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
3.2 Tieät truøng trong coâng ngheä leân men:
Thanh truøng/ Tieät truøng moâi tröôøng:

40. b) Thanh truøng baèng soùng sieâu aâm
Döôùi taùc duïng cuûa sieâu aâm, moâi tröôøng loûng truyeàn aâm
bò xoâ ñaåy, bò eùp vaø taïo chaân khoâng lieân tieáp, sinh ra nhieàu
khoaûng troáng. Luùc ñoù, caùc chaát hoøa tan vaø hôi cuûa chaát
loûng laäp töùc doàn vaøo khoaûng troáng aáy, gaây ra taùc duïng cô
hoïc laøm cheát vi sinh vaät ôû trong moâi tröôøng.
Maët khaùc, moät phaàn chaát khí hoøa tan bò ion hoùa taïo ra
H2
O2
, khí NO laø nhöõng chaát ñoäc ñoái vôùi vi sinh vaät.
04/01/11 40Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
3.2 Tieät truøng trong coâng ngheä leân men:

41. c) Thanh truøng baèng doøng ñieän cao taàn
Thanh truøng baèng caùch ñaët saûn phaåm trong ñieän
tröôøng cuûa doøng ñieän xoay chieàu (coù taàn soá cao). Caùc
phaàn töû tích ñieän trong saûn phaåm (ion, ñieän töû) seõ dao
ñoäng do taùc duïng cuûa ñieän naêng, chuyeån ñieän naêng
ñöôïc haáp thu thaønh nhieät naêng ñeå laøm cheát vi sinh vaät.
Taàn soá cuûa doøng ñieän caøng lôùn hay böôùc soùng caøng
ngaén thì quaù trình thanh truøng caøng nhanh (Taàn soá
thích hôïp nhaát laø 3.108 - 3.107 Hz). Thôøi gian thanh
truøng chæ trong vaøi möôi giaây ñeán vaøi phuùt.
04/01/11 41Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
3.2 Tieät truøng trong coâng ngheä leân men:

42. d) Thanh truøng baèng söû duïng aùp suaát cao
AÙp löïc 300 - 600MPa coù khaû naêng voâ hoïat caùc vi sinh
vaät khoâng hình thaønh baøo töû. Trong khi ñeå voâ hoïat caùc
vi khuaån sinh baøo töû caàn aùp löïc raát cao (1800MPa).
Tuy nhieân, taïi aùp suaát thaáp 200 - 400MPa cuõng laøm
giaûm söï saûn sinh baøo töû.
e) Thanh truøng baèng xung ñieän töø
Tröôøng xung ñieän (aùp duïng cho caùc loïai thöïc phaåm
loûng, thôøi gian xöû lyù töø vaøi micro tôùi mili giaây) coù theå
tieâu dieät vi sinh vaät vì taïo xoáp maøng teá baøo. Löïc ñieän
tröôøng ñoøi hoûi ñeå voâ hoïat vi sinh vaät thay ñoåi töø 0,1 -
2,5 V/µ m.
f) Loïc Thanh truøng
Duøng nhöõng maøng loïc coù kích thöôùc mao quaûn nhoû,
coù khaû naêng giöõ laïi VSV: sieâu loïc, vi loïc, Thaåm thaáu
ngöôïc.
04/01/11 42Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

43. g) Thanh truøng/ tieät truøng baèng nhieät
Khi naâng nhieät ñoä cuûa moâi tröôøng quaù nhieät ñoä toái thích
cuûa vi sinh vaät thì hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät bò chaäm laïi. ÔÛ
nhieät ñoä cao, protid trong nguyeân sinh chaát cuûa vi sinh vaät bò
ñoâng tuï laøm cho vi sinh vaät bò cheát.
Choïn nhieät ñoä thanh truøng/ tieät truøng:
Ngöôøi ta chia saûn phaåm thaønh 2 nhoùm theo ñoä acid hoaït
ñoäng cuûa saûn phaåm, ñeå laøm cô sôû cho vieäc choïn nhieät ñoä
thanh truøng :
-Nhoùm saûn phaåm khoâng chua vaø ít chua coù pH > 4,5
-Nhoùm saûn phaåm chua coù pH < 4,5
04/01/11 43Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

44. Microbes: environments for optimal growth
Typically Desirable Typically Undesirable
Yeast Lactobacter Acetobacter Fungi
Putrefactive
Bacteria
Pathogenic
Bacteria
Temperature
, °C
10 -
35
37 - 50 25 - 35
10 -
35
21 - 38 20 - 45
Oxygen Any Anaerobic Aerobic Any Anaerobic
Usually
Aerobic
Acidity (pH)
3.7 -
4.6
3.1 - 4.5 3 - 8
2 -
8.5
6 - 8.2 4.6 - 9.3
Available
Water
>0.8 >0.9 >0.9 >0.7 >0.9 >0.9
Alcohol by
Volume
<15% <13% <7% <15% intolerant intolerant
04/01/11 44Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

45.  Caùc phöông phaùp trao ñoåi nhieät khi thanh trùng/
tiệt trùng môi trường lỏng:
* PP trao ñoåi nhieät tröïc tieáp (direct heat exchanger
method): moâi tröôøng ñöôïc tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi hôi04/01/11 45Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

46. Coù 2 phöông phaùp chính ñeå gia nhieät tröïc tieáp:
+ Phöông phaùp steam injection (phun hôi vaøo moâi tröôøng
loûng)
Öu ñieåm:
- Laø phöông phaùp gia nhieät vaø laøm laïnh nhanh nhaát
- Taùch ñöôïc moät soá chaát bay hôi.
Nhöôïc ñieåm:
- Chæ thích hôïp cho nhöõng chaát loûng coù ñoä nhôùt thaáp.
- Chi phí saûn xuaát hôi saïch cao hôn hôi thoâng thöôøng.
- Naêng löôïng taùi sinh thaáp hôn 50% (so vôùi hôn 90%
trong heä thoáng trao ñoåi nhieät giaùn tieáp.
- Tính linh loaït trong vieäc thay ñoåi saûn phaåm thaáp.
- Ñieàu khieån ñieàu kieän saûn xuaát khoù khaên.
04/01/11 46Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

47. 04/01/11 47Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

48. + Phöông phaùp steam infusion (phun moâi tröôøng loûng vaøo
hôi)
Öu ñieåm:
-Chaát loûng khoâng tieáp xuùc vôùi beà maët noùng.
-Vieäc gia nhieät nhanh choùng chaát loûng vaø vieäc laøm laïnh
nhanh giuùp duy trì toái ña caùc thaønh phaàn dinh döôõng vaø
giaù trò caûm quan cuûa caùc moâi tröôøng leân men thöïc
phaåm.
- Ñieàu khieån quaù trình deã daøng hôn PP steam injection.
-Thích hôïp hôn ñoái vôùi caùc chaát loûng coù ñoä nhôùt cao.
Haïn cheá:
-Nhöõng baát lôïi cuûa PP steam injection.
04/01/11 48Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

49. *PP trao ñoåi nhieät giaùn tieáp:
+ Thieát bò trao ñoåi nhieät daïng taám:
-Goàm moät daõy caùc taám theùp khoâng ræ moûng, oâm chaët
nhau trong moät khung kim loaïi, taïo ra caùc keânh song
song nhau.
-Moâi tröôøng vaø taùc nhaân gia nhieät ñöôïc bôm xen keõ
vaøo caùc keânh vaø ngöôïc doøng nhau.
-Giöõa caùc taám seõ ñöôïc daùn kín baèng moät mieáng ñeäm
cao su toång hôïp.
-Caùc taám theùp ñöôïc uoán daïng soùng.
-Naêng suaát cuûa thieát bò phuï thuoäc vaøo kích côõ vaø soá
taám theùp.
04/01/11 49Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

50. 04/01/11 50Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

51. 04/01/11 51Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

52. 04/01/11 52Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

53. 04/01/11 53Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

54. 04/01/11 54Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

55. + Thieát bò trao ñoåi nhieät daïng oáng: nhö thieát bò oáng loàng
oáng, oáng ñoàng taâm, …
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống thích hợp với nhiều
loại sản phẩm hơn.
Sản phẩm được bơm chảy trong một hay nhiều ống,
bên trong một ống lớn hơn. Trong khoảng không gian
giữa 2 ống, môi chất gia nhiệt hoặc làm lạnh được bơm
ngược chiều với sản phẩm.
Các ống phải có sức bền cơ học đủ để hoạt đông dưới
áp suất và nhiệt độ cao.
Sự xáo động trong ống được hình thành nhờ vận tốc
dòng chảy và bề mặt dạng sóng của ống.
04/01/11 55Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

56. Một số kiểu thiết kế của thiết bị trao đổi nhiệt:
Dạng monotube:
04/01/11 56Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

57.  Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống đồng tâm: là một
dạng thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống, sản
phẩm chảy trong khoảng trống giữa 2 kênh chứa
chất gia nhiệt
Thiết bị này cũng có thể dùng cho các sản phẩm
nhớt như: pure trái cây, nước quả cô đặc, các loại
sốt.
Ống thường được làm nhẵn để tránh sự giảm áp khi
dùng cho sản phẩm có độ nhớt cao.
04/01/11 57Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

58. •Dạng multitube
04/01/11 58Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

59. 04/01/11 59Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

60. + Thiết bị trao đổi nhiệt quét mặt: thiết kế phức tạp hơn
thiết bị trao đổi nhiệt dạng đĩa và ống, có thể dùng cho các
sản phẩm có độ nhớt cao, không đồng nhất.
Thiết bị này bao gồm một ống lớn bên trong một
ống, chất gia nhiệt chảy bên ngoài, trong ống trung tâm
chứa một trục gắn với motor, trên trục gắn với các thanh.
Khi motor hoạt động, các thanh này sẽ quét trên bề
mặt trao đổi nhiệt sẽ giúp tăng sự xáo động trong sản
phẩm, đồng thời giảm hiện tượng fouling.
04/01/11 60Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

61. 04/01/11 61Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

62. •Ñoái vôùi moâi tröôøng raén:
Thöôøng söû duïng caùc noài haáp tieät khuaån söû duïng hôi nöôùc
baõo hoøa ôû aùp suaát cao vôùi kích thöôùc lôùn.
Phöông phaùp hoaù hoïc:
Baûn chaát: taùc ñoäng leân lipit cuûa maøng teá baøo, oxy hoaù
hay khöû moät nhoùm chöùc naêng quan troïng cuûa enzym, vaø
ngaên caûn söï sinh toång hôïp hay gaây neân söï hö hoûng saâu saéc
DNA.
Moät soá hoaù chaát thöôøng ñöôïc söû duïng: SO2
, caùc chaát
ñieàu chænh pH, caùc chaát choáng men moác: acid benzoic,
sorbat…
04/01/11 62Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

63. 04/01/11 Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men 63
Tieät truøng thieát bò, heä thoáng ñöôøng oáng:
Phöông phaùp vaät lyù: keát hôïp nhieät ñoä vaø aùp suaát cao
Phöông phaùp hoùa hoïc: söû duïng acid, kieàm, chaát veä
sinh coâng nghieäp (caùc hôïp chaát cuûa chlore,
formaldehyde…)
Kieåm tra ñoä voâ truøng moâi tröôøng, khoâng khí, thieát
bò…

64. 3.3. Phaân loaïi caùc quaù trình leân men
Theo traïng thaùi vaät lyù cuûa moâi tröôøng:
-Phöông phaùp leân men beà maët:
+Moâi tröôøng toång hôïp nhöng ôû theå ñaëc (raén) nhö caùm,
boät ngoâ, taám, gaïo,… vaø moâi tröôøng loûng nhö nöôùc ñöôøng
hoaù, maät ræ,…phoái hôïp vôùi moät soá muoái khoaùng.
+Beà maët moâi tröôøng nuoâi caáy VSV caàn phaûi thoaùng,
roäng, beà daøy moâi tröôøng khoaûng 2- 5 cm.
+Ñoái vôùi naám moác vaø xaï khuaån thöôøng duøng moâi
tröôøng raén, ñoái vôùi vi khuaån thöôøng duøng moâi tröôøng loûng.
+Khi duøng moâi tröôøng ñaëc caàn ñaûm baûo ñoä aåm moâi
tröôøng khoaûng 45 - 60%.
+Trong quaù trình nuoâi caáy caàn phaûi quaït thoâng gioù.
Öu ñieåm
Nhöôïc ñieåm04/01/11 64Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

65. -Phöông phaùp leân men beà saâu (leân men chìm):
+VSV ñöôïc nuoâi caáy ôû moâi tröôøng loûng vaø phaùt trieån
theo chieàu saâu cuûa moâi tröôøng.
+Thuøng leân men coù caùnh khuaáy vaø thieát bò suïc khí.
+Yeáu toá pH moâi tröôøng raát quan troïng
Öu ñieåm
Nhöôïc ñieåm
04/01/11 65Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
3.3. Phaân loaïi caùc quaù trình leân men

66. -Phöông phaùp leân men baùn raén:
Laø phöông phaùp trung gian giöõa leân men beà maët vaø
leân men beà saâu. Moâi tröôøng leân men thöôøng goàm 70% laø
nöôùc coøn laïi laø caùc chaát nhö caùm, traáu, baép, …
04/01/11 66Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
3.3. Phaân loaïi caùc quaù trình leân men

67. Theo sự hoạt động của thiết bị:
-Lên men tĩnh (batch): thông thường sự sinh trưởng của vi
sinh vật gắn liền với sự thay đổi kéo dài của điều kiện nuôi, sự
giảm chất dinh dưỡng và sự tăng khối lượng tế bào. Trong quá
trình đó trạng thái sinh lí của tế bào cũng thay đổi. Thông
thường việc tạo thành sản phẩm mong muốn liên quan với một
trạng thái sinh lí nhất định trong pha sinh trưởng. Không thể
duy trì được trạng thái này trong một thời gian dài.
04/01/11 67Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
3.3. Phaân loaïi caùc quaù trình leân men

68. - Lên men tĩnh có bổ sung cơ chất (fed-batch): Một trong các
mục đích của kỹ thuật này là bổ sung cơ chất “kịp thời” cho
các chủng vi sinh trong môi trường lên men, không để cho
chủng vi sinh sử dụng bị “đói cơ chất”. Cơ chất được bổ
sung vào môi trường ở một thời điểm xác định với liều lượng
thích hợp.
04/01/11 68Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
3.3. Phaân loaïi caùc quaù trình leân men

69. - Lên men liên tục (continuous fermentation)
+Phương pháp đơn cấp: nuôi vi sinh vật trong một nồi lên
men, môi trường dinh dưỡng được bổ sung cũng như môi
trường đã lên men rút ra khỏi nồi lên men một cách liên tục
với cùng một tốc độ.
+Phương pháp nhiều cấp: Vi sinh vật được nuôi ở hệ thống
nồi lên men đặt làm nhiều cấp. Nồi thứ nhất được dùng cho vi
sinh vật phát triển tốt nhất, các nồi sau để các tế bào tiết ra
chất chuyển hoá. Môi trường dinh dưỡng mới được bổ sung
vào nồi thứ nhất và từ đó lần lượt chảy vào nồi tiếp theo.
04/01/11 69Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men
3.3. Phaân loaïi caùc quaù trình leân men

70. 04/01/11 70Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

71. 3.4. Thieát bò trong coâng ngheä leân men
 Thieát bò leân men:
Thieát bò leân men sinh hoïc (bioreactor): vi sinh vaät “töï
do”, vi sinh vaät coá ñònh
Thieát bò phaûn öùng (reactor): tröôøng hôïp söû duïng
enzyme töï do/ coá ñònh
04/01/11 71Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

72. 04/01/11 72Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

73. 04/01/11 73Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

74. 04/01/11 74Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

75. 04/01/11 75Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

76. 04/01/11 76Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

77. 04/01/11 77Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

78. Moät soá thieát bò khaùc:
Thiết bị đồng hóa áp
suất cao
04/01/11 78Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

79. THIẾT BỊ LỌC KHUNG BẢN
04/01/11 79Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

80. Thiết bị lọc trao đổi ion
04/01/11 80Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

81. BỒN LÊN MEN04/01/11 81Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men

82. 04/01/11 82Mã MH: 603015 - Phần 1. Kỹ Thuật Lên Men