CHƯƠNG 6 QUÁ TRÌNH LÊN MEN VÀ PHÂN GiẢI CÁC CHẤt

QUÁ TRÌNH LÊN MEN• Lên men là một quá trình chuyển hóa sinh họccác chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật tạo thànhnăng lượng hóa học dưới dạng ATP không cóoxi phân tử tham gia không có sự thay

CHƯƠNG 6 QUÁ TRÌNH LÊN MEN VÀ PHÂN GiẢI

CÁC CHẤT

GV: VŨ NGỌC HÀ VI

1 QUÁ TRÌNH LÊN MEN

• Lên men là một quá trình chuyển hóa sinh họccác chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật tạo thànhnăng lượng hóa học dưới dạng ATP không cóoxi phân tử tham gia (không có sự thay đổi vềtrạng thái oxi hóa)

2

Phân loại sản phẩm của quá trình lên

men

Tế bào vi

sinh vật Enzyme

Dược phẩm Chất điều

vị Hóa chất

QUÁ TRÌNH LÊN MEN

Đặc điểm sinh

lý, sinhhóa

Hoạt động sống của VSV

Yếu tố dinh dưỡng

• -> tạo năng lượng bổ sung

6

PHÂN GiẢI GLUCOSE

PHÂN GIẢI

Đường phân EMP

8

Glucose + 2ADP + 2Pi + 2NAD +

2 Pyruvate + 2ATP + 2NADH + 2H+

Đường phân EMP: 10 phản ứng

Pha đầu tư năng lượng

• Hợp chất cao năng chuyển phosphate cho ADP ->ATP

 Phosphoryl hóa ở mức

độ cơ chất

PHÂN GIẢI CELLULOSE

10

• Cellulose là loại polymer phức tạp chiếm

từ 30-50% trọng lượng khô TB thực vật, cấu trúc cơ bản của vách tế bào thực vật

• Trong tự nhiên vsv có enzyme cellulase là những vi sinh vật phân giải sợi bông, đay

• Có trong dạ cỏ của động vật nhai lại giúp tiêu hóa các chất giàu cellulose thành

glucose, maltose

PHÂN GIẢI CELLULOSE

Cellulose tự

nhiên Cellulose biến đổi

Oligome (cellulose phân tử nhỏ)

Cellobiose Cellotriose Glucose

PHÂN GIẢI CELLULOSE

12

THAM GIA THỦY PHÂN CELLULOSE LÀ HỆ ENZYME CELLULASE

-Vi khuẩn -Xạ khuẩn -Nấm mốc

PHÂN GIẢI CELLULOSE

CHU TRÌNH CARBON TRONG TỰ

NHIÊN

• Carbon tồn tại dưới dạng oxy hóa như

CO2 các hợp chất cacbonate tồn tại dưới đại dương, ao hồ nước ngọt

• Sự biến đổi CO2 thành các hợp chất hữu

cơ nhờ quá trình khử được thực hiện nhờ hoạt động quang hợp

• Sự biến đổi các hợp chất carbon hữu cơ trở về trạng thái vô cơ là nhờ quá trình oxy hóa (quá trình hô hấp)

14

2 LÊN MEN RƯỢU

• Lên men rượu là một quá trình sinh hóa

phức tạp cần có sự tham gia của nấm

men hoặc một số vi sinh vật khác

• Trong quá trình lên men, đường được

biến đổi thành rượu etylic và CO2, đồng

thời giải phóng năng lượng nhờ sự xúc tác của hàng loạt hệ enzyme khác nhau

16

Tác nhân lên men rượu

- Chủ yếu là Saccharomyces cerevisiae

- Tính chất:

• Phát triển mạnh trong dịch đường lên men.

• Tiết ra hệ enzyme nhiều lên men nhanh chóng và hoàn toàn.

• Lên men được ở nhiệt độ tương đối cao.

• Chịu được nồng độ cồn cao.

• Chịu được môi trường có độ acid cao.

• Nhiệt độ tối ưu: 25-30 0 C

CÁC GIAI ĐOẠN TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN

RƯỢU

Tinh bột

Đường

rượu cồn

1 Đường hoá

2 Lên men

3 Chưng cất và tinh chế

Đường hoá

Cấu trúc của tinh bột Quá trình đường hóa

Nguồn enzyme:

Thực vật:

• Malt có α-amylase, β-amylase, limit dextrinase, r-enzyme

• Các enzyme này hoạt động cùng lúc và rất nhanh

• Đường hóa không hoàn toàn  cần lên men

Lên men (rượu hóa)

Glucose + chất dinh dưỡng

Hấp thụ qua bề mặt tế bào nấm men rồi thẩm thấu qua màng bán

thấm vào trong tế bào

Rượu, CO2Qua màng tế bào chất, khuếch tán và tan vào môi

Phương trình tổng quát của lên men:

C6H12O6 = 2C2H5OH + 2 CO2 + 2ATP

Hiệu ứng Pasteur

• Sự ức chế lên men rượu khi có mặt oxy

– Khi có oxy, quá trình lên men bị ức chế và chuyển sang cơ chế hô hấp trong quá trình này, ATP được tổng hợp mạnh mẽ Do đó trạng thái tích lũy năng lượng của tế bào tăng lên, vsv chỉ cần một lượng glucose không nhiều cũng đủ để duy trì sự sống và phát triển của chúng

– Hiệu ứng Pasteur làm giảm sự tạo thành etanol

CO2 và cả lượng tiêu thụ đường.

3 LÊN MEN LACTIC

LÊN MEN LACTIC

Vi khuẩn lactic

Giống Hình dạng tế bào Kiểu lên men

Streptococcus Cầu – chuỗi Lactic đồng hình

Leuconostoc Cầu – chuỗi Lactic dị hình

Pediococcus Cầu – tứ cầu Lactic đồng hình

Lactobacillus Que – chuỗi Lactic đồng hình và

dị hình Bifidobacterium Tùy loài, nhiều dạng Lên men lactic và

acetic

ĐẶC ĐiỂM CHUNG

- Vi khuẩn Gram dương, bất động, không sinh bào tử

CƠ CHẾ LÊN MEN LACTIC

Sơ đồ 1