Biến đổi glucide và ứng dụng của nó trong nông nghiệp

Sản phẩm thủy phân cuối cùng của glucide trong hệtiêu hóa là các monosaccharide bao gồm các glucose và một số ít là fructose,galactose,… glycogen trong tế bào tạo ra glucose -6-photphate

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

- -BÁO CÁO HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM Biến đổi glucide xảy ra trong quá trình sản xuất và chế biến

Ứng dụng của nó trong Nông nghiệp.

TPHCM,10/2018

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

- -BÁO CÁO HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM Biến đổi glucide xảy ra trong quá trình sản xuất và chế biến

Ứng dụng của nó trong Nông nghiệp.

 NHÓM : 04

 Nguyễn Quốc Huy

 Trịnh Lê Gia Hòa

M C L C: Ụ Ụ

 MỞ ĐẦU: 4

I TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI GLUCIDE XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN: 4

1 Tổng quan vai trò Glucide đối với cơ thể động vật: 4

2 Glucid trong các sản phẩm có nguồn gốc từ thực vật: 5

3 Tổng hợp các nghiên cứu quá trình biến đổi glucide 15 năm gần đây 8

3.1 Nghiên cứu bảo quản nông sản sau thu hoạch 2003: 8

3.2 Thủy phân và oxy hóa cơ chế tham gia vào Cellulose: 14

3.3 Khuếch đại gen SSIV mã hóa cho Starch synthase(SS) ở giống sắn KM140 bằng phương pháp RT-PCR: 15

3.4 Rối loạn chuyển hóa gluxit cơ thể động vật: 18

II SỰ BIẾN ĐỔI GLUCIDE TRONG SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN TỪ SẢN PHẨM NÔNG NGHIỆP: 21

III ỨNG DỤNG BIẾN ĐỔI GLUCIDE TRONG NÔNG NGHIỆP: 39

1 Ứng dụng của biến đổi Glucide trong phế thải nông nghiệp: 39

1.1 Công nghệ Cellulose-thành Đường (CTS): 40

1.2 Công nghệ xử lý rác thải nông nghiệp Carbolosic: 40

1.3 Xà phòng đen được chế tạo bởi than hoạt tính tách ra từ vỏ trấu :[54] 40

1.4 Phân tích xu hướng và đánh giá hiệu quả kinh tế: 41

a Hiệu quả kinh tế 3 sản phẩm: 41

b Phân tích xu hướng 3 sản phẩm: 41

2 Ứng dụng của biến đổi glucid trong trồng trọt: [55] 41

2.1 Sản phẩm Bí ngô: 42

Hướng phát triển và hiệu quả kinh tế: 43

2.2 Sản phẩm Củ sắn: 44

3 Ứng dụng của sự biến đổi glucid trong thức ăn chăn nuôi, tiêu hóa vật nuôi: [56] 45

3.1 Sản phẩm Bã rượu khô từ hạt lúa miến (thường gọi là DDG lúa miến): 45

3.2 Sản phẩm Ngô sấy: 46

 KẾT LUẬN: 48

 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 50

 MỞ ĐẦU:

Glucid là hợp chất hữu cơ phổ biến ở cả cơ thể thực vật, động vật, vi sinh vật Ở

cơ thể thực vật, glucid chiếm một tỉ lệ khá cao, tới 80-90% của trọng lượng khô

năng lượng chử yếu cho cơ thể,vai trò cấu trúc, tạo hình (xelluloza), bảo vệ(mucopolysaccarit),góp phần tạo cho cơ thể những tương tác đặc biệt Và chúngđược ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp đặc biệt trong trồng trọt, chăn nuôi,bảo quản sau thu hoạch,

I TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI GLUCIDE XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN:

1 Tổng quan vai trò Glucide đối với cơ thể động vật:

1.1 Sự tiêu hóa:

Sinh vật thực hiện quá trình tiêu hóa glucid từ thức ăn ( tinh bột, glycogen,…)nhờ sự xúc tác các enzyme có trong hệ tiêu hóa

Cơ quan đầu tiên của hệ tiêu hóa là miệng, tại đây có enzyme amylase trong

không có enzyme tiêu hóa glucide Glucide được thủy phân chủ yếu ở ruột nonnhờ hệ enzyme amylase tiết ra từ tuyến tụy Amylase của nước bọt và amylasecủa dịch tụy sẽ sẽ thủy phân các liên kết α-1,4-glucoside trong phân tử tinh bột

có mặt ở ngoài màng tế bào thành ruột tiếp tục thủy phân các disaccharide tạothành các monosaccharide Sản phẩm thủy phân cuối cùng của glucide trong hệtiêu hóa là các monosaccharide bao gồm các glucose và một số ít là fructose,galactose,…

glycogen trong tế bào tạo ra glucose -6-photphate, rồi có thể tiếp tục phân hủyhoàn toàn để cung cấp năng lượng cho tế bào hoạt động tại gam, glucose-6-phophate có thể được giải phóng dưới dạng glucose tự do nhờ enzyme glucose-

6-phophate, glucose tự do sẽ được chuyển vào máu, có tác dụng điều hào lượngđường máu trong quá trình hoạt động của cơ thể, cơ và não giữ glucose-6-phophate để làm chất đốt cần cho sự tổng hợp ATP Sự phân hủy glycogen ở tế

[5]

1.2 Sự hấp thu:

Sản phẩm thủy phân glucide từ thức ăn là các monosaccharide sẽ được hấp thụqua té bào niêm mạc ruột non, qua tĩnh mạch cửa đến gan Ở gan, một phầnglucose được gan sử dụng, một phần dự trữ dưới dạng glycogen, phần còn lạiqua tĩnh mạch cửa trên gan vào máu để cung cấp glucose cho cơ, thần kinh, hồng

Sự hấp thỵ các monosaccharide xảy ra ở phần đầu ruột non với tốc độ khác nhauphụ thuộc vào cấu tạo và nồng độ của chúng, theo thứ tự là: galactose, glucose,fructose, mannose, pentose Sự hấp phụ này xảy ra theo hai cơ chế:

-Cơ chế khuếch tán từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp

-Cơ chế vận chuyển tích cực nhờ sự phosphoryl hóa xảy ra với một số

Tỉ lệ AM:AP trong tinh bột thường là 1:4

Amylose:

- Là polymer mạch thẳng, cấu tạo từ các a-D glucose bằng liên kết glucoside

1,4 AM không tan trong nước lạnh, trong nước nóng tạo dung dịch keo có độ nhớtkhông cao Ở trạng thái keo, AM tồn tại ở trạng thái xoắn, ổn định nhờ các liênkết Hidro, mỗi vòng xoắn chứa 6 gốc glucose, I2 sẽ hấp phụ vào các vòng xoắn

Amylopectin:

- Được cấu tạo từ các phân tử glucose, được gắn kết bằng liên kết 1,4-glucoside

và liên kết 1,6- glucoside, có cấu trúc nhánh

- Mức độ phân nhánh của AP quy định độ dẻo của tinh bột, tùy thuộc nguồnnguyên liệu mà mức độ phân nhánh khác nhau.AP chỉ hòa tan khi đun nóng vàcho dung dịch có độ nhớt cao hơn AM, nhiệt độ hồ hóa cao hơn AM AP tạophức và cho màu tím đỏ với I2

Khi có mặt nước , tinh bột hút nước, các liên kết hidro ngoại phân tử được hình

2.2 Cellulose:

Tham gia cấu tạo vách tế bào thực vật, là polymer có nhiều nhất trong tự nhiên,

có bản chất là glucan, các monomer là B-D-glucose,liên kết với nhau bằng glucoside tạo nên chuỗi polymer chứa hàng chục nghìn gốc MS, dạng mạchthẳng không xoắn

Các chuỗi cellulose xếp song song thành sợi có đường kính 3,5nm Các sợi

nhiều gốc –OH và tạo rất nhiều liên kết hydro giúp ổn định sợi cellulose, làmcho nó rất bền, rất khó thủy phân (bã mía, cỏ, tr e nứa…)

Người, động vật thường không tiêu hóa được cellulose Động vật nhai lại có thể

2.3 Pectin:

Là PS dị thể, là dẫn xuất methyl của axit pectic (a-D-1,4-polygalacturonic acid)

Thành phần số lượng, cơ cấu và công thức hóa học của pectin khác nhau tùytừng thực vật, thay đổi theo thời gian sống ngay trong một thực vật, và ở các bộphận khác nhau của cây Pectin là một polysaccharide thành tế bào quan trọngcho phép mở rộng thành tế bào sơ cấp giúp thực vật sinh trưởng Trong quá trìnhchín của trái cây, pectin bị phân hủy bởi các enzyme pectinase và pectinesterase,trong quá trình trên trái cây trở nên mềm hơn khi các thành giữa bị phá vỡ và các

Pectin, còn được gọi là polysaccharides pectic, rất giàu axit galacturonic Một sốpolysaccharides biệt đã được xác định và được đặc trưng trong các nhóm pectic.Homogalacturonans là chuỗi tuyến tính của α- (1-4) -linked axit D-galacturonic.galacturonans Thay thế được đặc trưng bởi sự hiện diện củasaccharide dư appendant (như D-xylose hoặc D-apiose trong các trường hợptương ứng của xylogalacturonan và apiogalacturonan) phân nhánh từ một xươngsống của dư lượng axit D-galacturonic Rhamnogalacturonan tôi pectin (RG-I)chứa một xương sống của disaccharide lặp đi lặp lại: -α-D-galacturonic môi chịuacid (1,2) -α-L-rhamnose- Từ nhiều dư lượng rhamnose, sidechains của đườngtrung lập khác nhau chi nhánh tắt Các đường trung chủ yếu là D-galactose, L-arabinose và D-xylose, với các loại và tỷ lệ của đường trung tính khác nhau vớinguồn gốc của pectin

Trong tự nhiên, khoảng 80 phần trăm của các nhóm cacboxyl của axitgalacturonic được este hóa với methanol Tỷ lệ này là giảm đến một mức độkhác nhau trong quá trình trích pectin Tỷ lệ của este hóa không este hóa axitgalacturonic xác định hành vi của pectin trong các ứng dụng thực phẩm Đây là

lý do tại sao pectin được phân loại là cao so với pectin-ester thấp (HM ngắn sovới LM-pectin), với nhiều hơn hoặc ít hơn một nửa của tất cả các axitgalacturonic este hóa

Các đơn vị axit galacturonic không ester hóa có thể là axit tự do (nhómcacboxyl) hoặc muối natri, kali, canxi Các muối của pectin este hóa một phầnđược gọi là pectinic, nếu mức độ este hóa là dưới 5 phần trăm các muối được gọi

là pectates, các dạng axit hòa tan, axit pectic

Một số cây trồng như củ cải đường, khoai tây và lê chứa pectin với axitgalacturonic acetylated ngoài methyl este Acetyl hóa ngăn ngừa sự hình thànhgel nhưng làm tăng tác dụng ổn định và nhũ hóa của pectin

Pectin Amidated là một hình thức sửa đổi của pectin Ở đây, một số các axitgalacturonic được chuyển đổi với amoniac để cacboxylic axit amide Những

a Giới thiệu:

Sau thu hoạch trái cây và rau quả là sinh vật sống, thực hiện chuyển hóa khôngngừng Nhân vật của họ như dinh dưỡng, ưu ái, và hình dáng xấu đi trong quá

thương mại cũng giảm và nhiều thiệt hại gây ra cho nhà sản xuất Để kéo dài thờihạn sử dụng của rau quả sau thu hoạch, một số biện pháp hữu hiệu bao gồm nhiệt

độ thấp, bao bì khí quyển biến đổi, chiếu xạ và sơn phủ đã được áp dụng [18].

Trong các biện pháp đó, lớp phủ ăn được là một trong những phương pháp đầyhứa hẹn vì tính chất đặc biệt của nó, có thể tránh mất độ ẩm và mất mùi, và ứcchế sự xâm nhập oxy vào mô thực vật hoặc sự phát triển của vi sinh vật Ngoài

liệu như polysaccharides, protein, tinh dầu, có thể phục vụ kinh tế như lớp phủ

ăn được [20].

Chitosan là một polysaccharide tuyến tính bao gồm resid- (1 → 4) liên kết dưlượng 2-amino-2- deoxy-D-glucose, có nguồn gốc từ dẫn xuất deacetylat củachitin, là polysaccharide phổ biến thứ hai trong tự nhiên sau xenluloza Nókhông độc hại, phân hủy sinh học, biofunctional và tương thích sinh học.Chitosan có hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm mạnh có thể kiểm soát hiệu

và tỷ lệ hô hấp của trái cây và rau quả đã được giảm bằng cách điều chỉnh tính

nó đã được sử dụng thành công trong nhiều loại rau quả sau thu hoạch, chẳnghạn như nho, quả mọng, táo tàu và rễ sen cắt tươi Mặc dù lớp phủ chitosan cónhiều lợi thế cho việc bảo quản trái cây và rau quả sau thu hoạch, như đối vớimột loại trái cây hoặc rau đặc biệt, lớp phủ chitosan đôi khi thể hiện một khiếmkhuyết nhất định, bao gồm ức chế hạn chế vi sinh vật đặc biệt dẫn đến kết quả

chitosan, chitosan được kết hợp với các chất khác Ngoài ra, lớp phủ chitosanđơn lẻ thường được kết hợp với các phương pháp vật lý như sưởi ấm ngắn, khử

Tổng quan này cố gắng tóm tắt sự phát triển chung của các lớp phủ dựa trênchitosan khác nhau, dựa trên tình hình nghiên cứu và tiến bộ trong việc bảo quảntrái cây và rau quả Chúng tôi hy vọng rằng đánh giá này sẽ cung cấp thông tinchi tiết cho các nhà nghiên cứu làm việc trong bảo tồn sau thu hoạch

- Lớp phủ composite dựa trên Chitosan

- Lớp phủ composite của hợp chất chitosan và hữu cơ

Chitosan kết hợp với tinh dầu: Tinh dầu là chất chống oxy hóa tự nhiên và cácchất lipid kháng khuẩn được chiết xuất từ thực vật Hầu hết chúng bao gồm một

tăng lãi suất vì tình trạng tương đối an toàn, sự chấp nhận rộng rãi của người tiêudùng, và khai thác cho các mục đích sử dụng chức năng đa mục đích tiềm năng.Phân tán dạng phim (FFD) được điều chế với 1% chitosan trọng lượng phân tử

và 3% tinh dầu chanh Lớp phủ Chitosan không có tác dụng đáng kể về độ chua,

pH và hàm lượng chất rắn hòa tan trong dâu tây trong suốt quá trình bảo quản.Ngược lại, lớp phủ làm chậm tốc độ hô hấp của mẫu khi tinh dầu chanh đượcthêm vào FFD Việc bổ sung tinh dầu chanh giúp tăng cường hoạt tính khángnấm chitosan cả trong các thử nghiệm in vitro và trong quá trình bảo quản lạnhtrong dâu tây được cấy với bào tử bào tử của Botrytis cinerea

Chitosan kết hợp với axit hữu cơ: Axit hữu cơ là axit yếu và không phân ly hoàntoàn trong nước, trong khi các axit khoáng mạnh làm Trái ngược với việc sửdụng các axit khoáng, axit hữu cơ dễ xử lý, không bị ăn mòn trong tự nhiên, cókhả năng phân hủy sinh học và không gây hại cho trái cây và rau quả phủ Chúng

đã được sử dụng làm chất thay thế sulfite để ngăn ngừa quá trình tạo màu nâu,

chitosan kết hợp với axit phytic lên việc bảo quản rễ sen cắt tươi đã được nghiêncứu Kết quả cho thấy lớp phủ composite với 1% chitosan và 1% axit phytic cóthể làm giảm tỷ lệ mất trọng lượng và hàm lượng malondialdehyde (MDA) của

rễ sen cắt tươi, trì hoãn màu nâu, hạn chế hoạt động của peroxidase (POD),polyphenol oxidase (PPO) ) và phenylalanine ammonia-lysae (PAL), và duy trìhàm lượng vitamin C và polyphenol ở mức tương đối cao Vào ngày thứ 8, tỷ lệgiảm cân của rễ sen đã cắt giảm là một nửa kiểm soát, hàm lượng MDA thấp hơn18,8% và giá trị L cao hơn 51,2% so với mẫu đối chứng Lớp phủ composite vớiaxit phytic kết hợp chitosan là một phương pháp hiệu quả để bảo quản rễ sen cắttươi, vượt trội hơn lớp phủ chitosan đơn Tuy nhiên, các giải pháp chitosanaciddissolved phát triển vị đắng và làm se, làm cho thực phẩm có chứa chitosan

ít thực tế hơn trên thị trường thực [26].

Chitosan kết hợp với các chất hữu cơ khác: Các chất hữu cơ khác như ethanol,sáp, vân vân, cũng có thể cải thiện các tính chất của lớp phủ chitosan trong bảoquản trái cây Các quả hoặc chùm đơn được nhân tạo được ngâm trong chitosan,ethanol hoặc hỗn hợp của chúng Các thử nghiệm với các cụm nhỏ đã được thựchiện để mô phỏng việc lưu kho lạnh kéo dài trong thương mại của nho Sự kếthợp của giảm liều chitosan và ethanol cải thiện sự kiểm soát của nấm mốc xámcủa bảng nho so với ứng dụng của họ một mình, và hiệu quả là ít nhất là phụ gia

và đôi khi hiệp đồng [27].

Chitosan kết hợp với các kim loại: Các ion canxi thực hiện nhiều vai trò trongsinh lý tế bào thực vật Họ là những sứ giả nội bào quan trọng, trung gian phảnứng với kích thích tố, tín hiệu stress sinh học và phi sinh học và một loạt các quá

của màng tế bào và thành tế bào Các ion canxi liên kết chéo các nhóm cacboxyl

tự do trên các chuỗi polygalacturonate liền kề có mặt ở giữa lamella của thành tếbào thực vật góp phần vào sự kết dính tế bào tế bào và sự gắn kết Các phươngpháp điều trị trước thu hoạch và sau thu hoạch với muối canxi đã có hiệu quảtrong việc kiểm soát một số rối loạn sinh lý, giảm tỷ lệ mầm bệnh nấm và duy trì

độ săn chắc của trái cây Dâu tây (Fragaria × ananassa Duch.) Được phủ bằngchitosan kết hợp với calcium gluconate Sau điều trị, dâu tây được bảo quản ở 10

° C và 70 ± 5% RH trong một tuần Không có dấu hiệu của sự phân hủy nấm đãđược quan sát thấy trong thời gian lưu trữ cho trái cây phủ 1,5% chitosan hoặc1% chitosan + 0,5% CaGlu Ngược lại, 12,5% dâu tây phủ 1% chitosan thiếumuối canxi bị nhiễm sau năm ngày bảo quản Và bổ sung canxi vào dung dịchchitosan làm tăng độ săn chắc và chất dinh dưỡng của quả Ngoài ra, ion kẽmcũng thu hút sự quan tâm của một số nhà nghiên cứu, bởi vì chức năng sinh lýcủa nó Kẽm là một trong những nguyên tố vi kim loại quan trọng nhất trong cơthể con người Nó là một thành phần thiết yếu của một số protein quan trọng vàkhông thể thiếu cho sự ổn định và chức năng xúc tác của nó Ion Cerium có khảnăng kháng sinh tốt và sự phân cắt của phosphodiester Phức hợp kẽm (II) vàcerium (IV) với chitosan đã được áp dụng để bảo quản trái cây táo tàu Trung

Quốc để mở rộng thời hạn sử dụng và giảm dư lượng thuốc trừ sâuorganophosphorus trên các loại trái cây

Chitosan kết hợp với vật liệu nano vô cơ: Đang nổi lên vào cuối những năm

1980, công nghệ nano hiện đang phát triển nhanh chóng và được sử dụng rộngrãi trong các lĩnh vực vật chất, hóa học và vật lý Khác với các chất có kíchthước bình thường, các chất có kích thước nano cho thấy kích thước lượng tử,kích thước nhỏ, bề mặt và hiệu ứng kích thước lượng tử vĩ mô Hiện nay, nano-

hoạch Hiệu quả của 1% chitosan phim với 0,04% nano-silicon dioxide trên cáctính chất định tính của táo tàu thu hoạch dưới nhiệt độ môi trường xung quanh đãđược nghiên cứu Sau 32 ngày, chỉ số đỏ, tỷ lệ phân rã, giảm cân và tỷ lệ hô hấpcủa các loại nước ép tráng được thấp hơn so với chỉ số kiểm soát Hoạt tính PALthấp hơn và hoạt động cao hơn của các enzym chống oxy hóa scavenger (ví dụ:SOD, POD và CAT) của nước ép tráng có thể được quy cho lớp phủ hợp chất.MDA tăng lên trong các loại táo bao phủ đã được hạn chế Lớp phủ composite đãcho thấy có tính ưu việt trong việc bảo toàn tổng flavonoid so với lớp phủchitosan đơn độc Nhưng không có sự khác biệt nào được quan sát thấy về sựmất vitamin C và hàm lượng polyphenol tổng số giữa lớp phủ composite và sựkiểm soát

b Ứng dụng tích hợp lớp phủ chitosan và xử lý nhiệt:

Xử lý nhiệt là một phương pháp phi hóa học hiệu quả để kiểm soát sâu bệnh sauthu hoạch nếu kết hợp thích hợp của nhiệt độ và thời gian phơi nhiễm được lựachọn để ngăn ngừa mất chất lượng Việc sử dụng kết hợp các kỹ thuật như vậytrong việc xử lý sau thu hoạch các sản phẩm tươi sống ngày càng tăng [40] Táo(Malus domestica Borkh Cv Gala) đã được xử lý nhiệt ở 38 ° C trong 4 ngày(xử lý nhiệt) trước hoặc sau khi được phủ 1% chitosan Sau khi điều trị, táo đượcbảo quản ở 0 ° C trong 8 tuần và 20 ° C trong 7 ngày làm hạn sử dụng Xử lýnhiệt + quả điều trị chitosan cho thấy tốc độ hô hấp thấp nhất, sự tiến hóaethylene, malondialdehyde và rò rỉ màng, và độ săn chắc cao nhất và sự chấpnhận của người tiêu dùng trong các phương pháp điều trị Đồng thời, điều trị kết

hợp này có thể ức chế sự mất màu xanh, độ chua chuẩn và giảm cân so với chỉriêng HT [29].

Ứng dụng tích hợp lớp phủ chitosan và khử trùng khí 1-methylcyclopropene MCP), một chất ức chế hoạt động ethylene, hoạt động ở nồng độ rất thấp để trìhoãn quá trình chín quả và cải thiện chất lượng lưu trữ của nhiều loại trái cây vàrau quả Nó không độc hại, không mùi và có hiệu quả cao và cũng được sử dụng

lớp phủ 1-MCP và chitosan có thể cải thiện hiệu quả thời gian bảo quản và duytrì chất lượng quả táo tàu Ấn Độ ở nhiệt độ phòng

Bao bì không khí thay đổi (MAP) là một kỹ thuật quan trọng để sửa đổi bầukhông khí trong gói bằng cách sử dụng màng polyme có hoặc không có đục lỗ đểgiảm chất lượng và cải thiện thời hạn sử dụng của rau quả đóng gói thông qua sựmất nước, chuyển hóa và giảm hoạt động của vi sinh vật Reuck và cộng sự đãtìm thấy rằng sự kết hợp của chitosan (1,0 g L − 1) + MAP (kiểm soát) có hiệuquả trong việc ngăn ngừa sâu, nâu và giữ lại màu pericarp trong giống Đỏ củaMcLean so với MAP đơn Chitosan (1.0 gL − 1) + MAP giảm đáng kể hoạt tínhPPO và POD, giữ lại toàn vẹn màng, nội dung anthocyanin và ngăn chặn sự suygiảm giá trị màu pericarp trong quá trình bảo quản

c Phần kết luận:

Để kéo dài thời hạn sử dụng của trái cây và rau quả sau thu hoạch, lớp phủ dựatrên chitosan là một biện pháp tương đối thuận tiện và an toàn, ngày càng quantâm đến ngành công nghiệp thực phẩm trong những năm gần đây Theo quanđiểm của sự thiếu hụt của chitosan lớp phủ duy nhất, có hai phương pháp chính

để cải thiện tài sản của lớp phủ chitosan Một phương pháp là chitosan được kếthợp với các hợp chất hữu cơ như tinh dầu, axit hữu cơ, hoặc hợp chất vô cơ baogồm các ion kim loại và vật liệu nano vô cơ, cũng như các tác nhân kiểm soátsinh học Phương pháp khác là lớp phủ chitosan đơn được áp dụng với các biệnpháp khắc phục vật lý có chứa xử lý nhiệt, xử lý hypobaric, xông hơi khử trùngkhí và bao bì không khí biến đổi Sau khi áp dụng lớp phủ chitosan cải tiến, hiệu

quả bảo quản được tăng lên trong hầu hết các trường hợp so với lớp chitosanđơn.

3.2 Thủy phân và oxy hóa cơ chế tham gia vào Cellulose:

Trong gỗ, sợi cellulose tinh thể được đóng gói chặt chẽ trong một phức hợpmạng lưới các thành phần hemicellulose và lignin Hầu hết các vi sinh vậtcellulolytic sản xuất, ngoài cellulases thủy phân E-1,4-liên kết glucosidic, một sốenzyme làm suy giảm vách tế bào khác: ví dụ: ligninases,xylanases, pectinases.Chỉ một vài vi sinh vật tạo ra bộ enzyme hoàn chỉnh có khả năng làm giảm hiệuquả cellulose tự nhiên.[31]

Các vi sinh vật hiếu khí và kị khí sử dụng các chiến lược khác nhau để nuôidưỡng cellulose Trong khi aerobes thường tiết ra một tập hợp các cellulase riênglẻ,một số anaerobes đã phát triển một phức hợp đa enzyme-cellulosome đượcliên kết với bề mặt tế bào của vi sinh vật, được xem xét gần đây bởi Bayer et al.[Bayer và cộng sự, 2004] Các hệ thống enzyme cellulolytic trong nấm có thểđược chia thành :

Nấm trắng thối, chẳng hạn như Phanerochaete chrysosporium và thối mềm,chẳng hạn như Hypocrea jecorina (trước đây gọi là Trichoderma reesei) vàPenicillum pinophilum có đầy đủ các hệ thống enzyme cellulolytic của sự phânhủy cellulose tinh thể thành glucose Chúng bao gồm một số enzyme tiết ra hoạtđộng ở cuối (exoglucanases) hoặc ở giữa(endoglucanases) của chuỗi cellulose.Cellobiose phát hành được thủy phân để glucose bằng ȕ-glucosidases Nhóm thứhai của nấm được báo cáo phân hủy cellulose bằng các thành phần oxy hóa cùngvới endoglucanases,nhưng thiếu cellobiohydrolases nghiêm ngặt Một đại diệncủa điều này cơ chế là hệ thống cellulolytic của nấm nâu thối Postia nhau

Cơ chế thủy phân:

Trong glycosyl hydrolases, thủy phân enzym của liên kết glycosidic thườngdiễn ra thông qua xúc tác axit / bazơ chung, đòi hỏi hai dư lượng quan trọng:một nhà tài trợ proton (HA) và một nucleophile / base (B-) Hoạt động xúc tác

này được cung cấp bởi hai dư lượng axit aspartic hoặc glutamic Hai cơ chế khácnhau có thể được phân biệt- giữ lại và đảo ngược cơ chế Trong cả hai trườnghợp, axit-base (HA) protonates glycosidic để lại oxy với sự hình thành đồng thờicủa một phần tích điện tích trên Cacbon C1 Trong cơ chế đảo ngược, cơ sở (B-)deprotonates một phân tử nước,sau đó tấn công cácbon C1 của vòng glucosetrong một chuyển dịch loại Sn2 phản ứng, dẫn đến đảo ngược cấu hình tạianomeric carbon C1 Trong cơ chế giữ lại, một liên kết glycosidic được thủyphân qua hai đơn bước dịch chuyển Đầu tiên, nucleophile (B-) tấn công trựctiếp C1 carbon, tạo ra một trung gian cộng hóa trị giữa enzyme và chất nền, sảnphẩm đầu tiên được phát hành Trong bước thứ hai, kích hoạt axit-base một phân

tử nước bằng cách trừu tượng một proton từ nó, thúc đẩy một cuộc tấCác khíacạnh cụ thể của động học xenlulaza Sự suy thoái enzym của cellulose rắn là mộtquá trình phức tạp diễn ra ở ranh giới pha rắn-lỏng, nơi các enzym là điện thoại

di động các thành phần Một số tính chất của chất nền ảnh hưởng đến động họccủa enzym thủy phân cellulose: tinh thể và có lẽ cũng là loại tinh thể cellulose,mức độ trùng hợp, phân bố trọng lượng phân tử, bề mặt tiếp xúc cho các enzym

và cấu trúc vi mô bề mặt cellulose [Zhang và Lynd, 2004] Để nghiên cứu tácđộng cá nhân của các thông số này trên thủy phân enzym là nhiệm vụ, bởi vìtrong bất kỳ mẫu cellulose đã cho nào có mức độ tuyệt vời của biến đổi Gầnđây, cellulose vi khuẩn được sản xuất bởi Acetobacter xylinum đã trở thành mộtchất nền được sử dụng rộng rãi cho các nghiên cứu cellulose Những lợi thế sửdụng cellulose vi khuẩn làm chất nền là nó chứa tinh khiết cellulose, tương đối

Các nghiên cứu về sự tấn công enzym của cellulose tập trung chủ yếu vào giảiphóng đường giảm từ cellulose không hòa tan hoặc các dẫn xuất xenluloza hòatan Tương đối ít được biết về tác dụng của các enzyme riêng lẻ trên cấu trúcphân tử của chất nền cellulose không hòa tan

Tỷ lệ thủy phân enzym của vật liệu xenlulô luôn giảm khá là nhanh Nói chung,

sự suy thoái cellulose enzym được đặc trưng bởi một giai đoạn ban đầu nhanhchóng theo sau là một giai đoạn thứ cấp chậm có thể cuối cùng cho đến khi tất

cả các chất nền được tiêu thụ Điều này đã được giải thích thường xuyên nhất

bởi sự thủy phân nhanh chóng của phần cellulose dễ tiếp cận công trên C1 ứcchế sản phẩm và làm chậm hoạt động của các phân tử enzyme hấp thụ[Converse và cộng sự, 1988] Sự xói mòn bề mặt cellulose bởi xenlulaza đãđược đề xuất là một trong những yếu tố làm chậm tỷ lệ [Väljamäe et al.,1998].

Nó đã được chứng minh rằng diện tích bề mặt của cellulose có thể truy cậpenzyme cellulase là yếu tố quan trọng nhất trong việc xác định tốc độ ban đầucủa thủy phân [Thompson và cộng sự, 1992; Helle và cộng sự, 1993] Hiệu quảcủa sự thủy phân cellulose bởi một enzyme riêng biệt phụ thuộc vào mức độpolyme hóa và kết tinh của chất nền Nói chung, cellobiohydrolases tương đốitích cực hơn đối với chất nền tinh thể cao với DP tương đối thấp, chẳng hạn nhưBMCC; endoglucanases chỉ rất hạn chế hành động trên chất nền tinh thể, nhưng

3.3 Khuếch đại gen SSIV mã hóa cho Starch synthase(SS) ở giống sắn KM140 bằng phương pháp RT-PCR:

Cây sắn (Manihot esculenta Crantz) là một trong 3 cây lương thực quan trọngnhất thế giới sau lúa và ngô (Hoang Kim et al., 2010) Củ sắn có hàm lượng tinhbột cao với khoảng 84-87% trọng lượng khô, là nguồn cung cấp carbonhydratecho hơn 500 triệu người ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới cũng như hơn 1 tỷngười trên thế giới Hiện nay, trong bối cảnh biến đổi khí hậu làm trái đất nónglên, nước biển dâng cao, đe dọa an ninh lương thực thế giới và sự cạn kiệt củanguồn nguyên liệu hóa thạch thì cây sắn được coi là cây trồng đem lại giải phápkép nhằm đạt cả hai mục tiêu: Góp phần đảm bảo an ninh lương thực và cungcấp nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất nhiêu liệu sinh học, từng bước thaythế nhiên liệu hóa thạch Sắn được trồng khá phổ biến ở Việt Nam và đã từ lâuđược xem là cây lương thực và thức ăn gia súc quan trọng sau lúa và ngô Sắnchủ yếu dùng để bán (48,6%), kế đến dùng làm thức ăn gia súc (22,4%), chế biếnthủ công (16,8%), chỉ có 12,2% dùng tiêu thụ tươi Sắn cũng là cây công nghiệp

có giá trị xuất khẩu và tiêu thụ trong nước (Trần Ngọc Ngoạn., 2007) Sắn lànguyên liệu chính để chế biến bột ngọt, bio-ethanol, mì ăn liền, bánh kẹo, siro,nước giải khát, bao bì, ván ép, phụ gia dược phẩm, màng phủ sinh học và chất

giữ ẩm cho đất Mỗi năm Việt Nam xuất khẩu trên 4 triệu tấn sản phẩm từ câysắn, đứng thứ hai khu vực, sau Thái Lan (Hoàng Kim, Nguyễn Đăng Mãi, 2011).Quy trình tách chiết RNA được thực hiện theo hướng dẫn của bộ kit PureLinkPlant RNA Reagent, Invitrogen Đầu tiên nghiền 0,1 g mẫu trong nitro lỏng Sau

đó bổ sung 0,5ml PureLinkPlant RNA Reagent lạnh, đảo đều Ủ 5 phút ở nhiệt

độ phòng Rồi ly tâm 12.000 vòng trong 2 phút ở nhiệt độ phòng Chuyển phầndịch nổi qua ống ly tâm mới Bổ sung 0,1ml NaCl 5 M, trộn đều Bổ sung thêm0,3ml Chloroform, trộn đều Ly tâm 12.000 vòng trong 10 phút ở 4°C, chuyểnpha trên qua ống ly tâm mới Thêm 1 lần thể tích isopropanol, trộn đều và ủ ởnhiệt độ phòng trong 10 phút Ly tâm 12.000 vòng trong 10 phút ở 4°C, bỏ phầndịch Tiếp tục bổ sung 1ml cồn 75%, trộn đều Ly tâm 12.000 vòng trong 1 phút

ở nhiệt độ phòng, bỏ dịch, dùng pipet cẩn thận hút hết dịch vẫn còn trong ống lytâm RNA tổng số sau khi tách chiết từ củ và lá sắn tiếp tục được loại bỏ DNAtạp nhiễm bằng cách xử lý DNAse theo hướng dẫn của nhà sản xuất (ThermoScientific), sau đó được tinh sạch bằng phương pháp tủa sử dụng dung dịch LiCl7,5M (Ambion) Thêm tác nhân tủa này vào dung dịch RNA tổng số sao chonồng độ cuối cùng của LiCl trong dung dịch RNA đạt 2,5M, ủ mẫu ở -20°Ctrong 30 phút Ly tâm 13000 vòng/phút trong 15 phút Loại bỏ dịch nổi và rửatủa RNA với cồn 70% lạnh để loại bỏ lượng muối còn sót lại Hòa tủa RNAtrong nước khử ion đã được xử lý DEPC Đoạn gen quan tâm gắn trên vectortách dòng pBTsau khi tách từ khuẩn lạc, được xác định trình tự trên máy đọc tựđộng ABI PRIM 3100 Avant Genetic Analyzer bằng cách sử dụng bộ hoá chấtsinh chuẩn bigDyeTerminator v3.1 Cycle Sequencing Do kích thước gen SSIV

là rất lớn (~3,5kb) nên các cặp mồi (bảng 1) được dùng để nhân các đoạn chồnggối nhau, sau đó gắn ghép lại với nhau để thu được kích thước SSIV hoàn chỉnh.Thành phần và chu trình nhiệt của phản ứng PCR đọc trình tự trên máy luânnhiệt GeneAmp PCR System 9700 Sản phẩm PCR được tinh sạch bằng cách

bổ sung 5l EDTA 125mM, 60l cồn 100% và ủ ở nhiệt độ phòng trong 15phút Tiếp đó ly tâm 12.000 v/p, trong 15 phút để kết tủa các đoạn DNA, sau đóloại bỏ cồn Bổ sung 60l ethanol 70% và ly tâm 10.000 v/p trong 10 phút Làmkhô kết tủa DNA, bổ sung 10l Hi-DiTM Formamide và biến tính ở 950C trong 5

phút Các mẫu được tra vào các giếng của khay đựng mẫu, sau đó điện di trongống mao quản 80cm x 50l với polymer POP-4 TMcủa hãng ABI, Mỹ Kết quả

Tinh bột là nguồn carbonhydrate chủ yếu cho con người và đồng thời cung cấpnguyên liệu quan trọng cho công nghiệp Hiện nay nguồn nguyên liệu tinh bộtcho công nghiệp chủ yếu tách chiết từ ngô, tuy nhiên một lượng đáng kể khác từlúa, lúa mì, sắn, khoai tây, arrowroot (Maranta arundinacea) và sago palm(Metroxylon sagu) Tinh bột từ các nguồn khác nhau có thành phần polymer, cấutrúc và thành phần hóa lý khác nhau Thành phần hóa lý chính là chức năng củatinh bột quyết định khả năng ứng dụng của tinh bột Việc biến đổi quá trình traođổi tinh bột trong cây trồng có thể góp phần tăng khả năng tích tụ tinh bột trongcác cơ quan dự trữ, ngăn chặn hoặc tăng việc phân hủy tinh bột (tùy thuộc vàoloại cây trồng hay nhu cầu sử dụng) hoặc biến đổi cấu trúc tinh bột để tăng hoặc

đa dạng chức năng của tinh bột trong thực phẩm và nguyên liệu của công nghiệp

Đã phân lập thành công gen SSIV mã hóa cho enzyme starch synthase, đóng vaitrò quan trọng trong việc tăng cường quá trình sinh tổng hợp tinh bột ở sắn bằngphương pháp RT - PCR và đăng ký trên ngân hàng Genbank với mã số là

3.4 Rối loạn chuyển hóa gluxit cơ thể động vật:

Trong tế bào, hoạt tính men hexokinaza giảm đã kìm hãm phản ứng photphorylhoá glucoza nội bào, gây giảm glucoza-6-photphat hoạt tính men hexokinazagiảm do do thiếu insulin và chính cũng do thiếu insulin, glucococticoit tăng tiết

đã ức chế men này glucoza-6-photphat giảm đã hạn chế sử dụng glucoza nộibào; cụ thể: giảm tổng hợp glycogen (từ glucoza ), giảm oxy hoá trực tiếpglucoza vào vòng pentoza photphat., giảm thoái biến kị khí và ưa khí glucoza,giảm tổng hợp axit béo, protein và một số đường cần thiết cho cơ thể

Giảm glucoza-6-photphat được bù đắp bằng tăng tân tạo glucoza và glycogen (từaxit amin ) do tác dụng của glucôcocticoit, khi thiếu insulin, glucococticoit tăng

tiết có tác dụng hoạt hoá men fructoza-1,6- diphotphataza, kết quả là tăng thoáibiến glycogen.

Tiêu glycogen vhiếm ưu thế so với tân tạo, làm cho glucoza từ gan vào máunhiều, gây tăng đường máu, một trong những triệu chứng chính của bệnh đáitháo đường Khi đường máu vượt ngưỡng thận sẽ phát sinh glucoza niệu, kéotheo cả nước (đa niệu thẩm thấu); bệnh nhân khát do cơ thể mất nước nghiêmtrọng (có thể tới 5 - 10 lit trong 24 giờ, thậm chí hơn nữa), do đó uống nhiều Tếbào không sử dụng được glucoza nên trung khu đói bị kích thích, bệnh nhân ănnhiều, nhưng vẫn không bù được năng lương bị mất, nên gầy

Ngoài ra khi thiếu insulin, men pyruvic kinaza không được hoạt hoá đã hạn chếtổng hợp axit pyruvic (từ axit photphoenoinpyruvic), dẫn tới giảm axitoxaloaxetic, làm cho axetyl CoA không vào vòng Krebs được : giảm tổng hợpnăng lượng, đặc biệt ATP, dẫn tới giảm tổng hợp axit béo, protein,vv Khôngvào vòng Krebs, và không được tổng hợp thành axit béo, axetyl CoA không còn

Glucoza máu là nguồn cung cấp năng lượng duy nhất đối với tổ chức não, đặcbiệt là vỏ não, nên khi thiếu insulin, não ở trong trạng thái đói gluxit, ngoài ra, tổchức não hấp thu oxy cùng với glucoza, do đó khi giảm hấp thu glucoza, oxy vào

tổ chức não cũng ít đi, kết quả là tổ chức não vừa thiếu gluxit, vừa thiếu oxy,

khiến cho vỏ não bị ức chế sâu sắc ( Năm 2011)

3.5 Nghiên cứu sự biến tính của tinh bột bắp qua xử lý bằng nitơ ở

dạng plasma nguội ở áp khí quyển:

Bắp được trồng rộng rãi ở nhiều quốc gia trên thế giới, với diện tích 159 triệuhecta, sản lượng đạt 817 triệu tấn (2009), cao hơn so với các loại ngũ cốc khác(theo International Grains Council, 2013) Tinh bột bắp được các nhà khoa họcnghiên cứu biến tính bằng nhiều phương pháp (hóa học, vật lý, sinh học,…)nhằm tạo ra các phụ gia trong lĩnh vực chế biến thực phẩm “Nghiên cứu sự biếntính của tinh bột bắp qua xử lý bằng nitơ ở dạng plasma nguội ở áp khí quyển” làhướng mà tác giả Trịnh Khánh Sơn (Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM) vừatiến hành.[39]

Kết quả cho thấy, tinh bột bắp dạng hạt được xử lý trong môi trường nitơ ở dạngplasma tạo ra các thay đổi trong cấu trúc đặc biệt làm vùng xoắn kép anpha(anpha helix) chuyển thành vùng vô định hình, tăng khả năng bị thủy phân củatinh bột dưới tác dụng của enzym anpha amylaza, giúp cơ thể hấp thu dễ dànghơn khi được sử dụng trong thực phẩm Sự thay đổi này không ảnh hưởng đếnkiểu hình tinh thể và mức độ tinh thể của tinh bột bắp thô Kỹ thuật biến tính tinhbột mới không chỉ thực hiện được trên tinh bột bắp mà còn đối với các loại tinhbột khác (sắn, gạo,…).

Kỹ thuật biến tính tinh bột bằng plasma được thực hiện hoàn toàn trên thiết bị doĐại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM chế tạo

3.6 Nghiên cứu bảo quản thóc bởi hiện tượng biến vàng :[40]

Năm 2005, qua theo dõi quá trình bảo quản thóc đổ rời trong điều kiện áp suấtthấp (AST), anh Vũ Văn Tại thấy có nhiều diễn biến chất lượng xẩy ra khi điềukiện thời tiết có biến động Khi nhiệt độ không khí giảm đột ngột, độ ẩm khôngdẫn đến hiện tượng men mốc lớp thóc bề mặt ở những điểm đọng sương

Thóc gạo chất lượng vào kho là đỡ lo, nhưng mới chỉ được một nửa Nhìn thấyhạt thóc, hạt gạo “yên lành” trong kho đấy, nhưng vẫn phải kiểm tra thườngxuyên, vì bất cứ vấn đề gì xảy ra đều có thiệt hại lớn

Hiện tượng trên đã được xử lý kịp thời, song rất hay tái diễn Khi xuất thóc, ởnhiều kho, thấy ven tường từ độ cao 1,2 m đến 1,5 m trở xuống xuất hiện menmốc Trước tình hình đó, anh Vũ Văn Tại cùng với anh em trong phòng nghiêncứu tìm hiểu nguyên nhân và đề xuất các giải pháp kỹ thuật đã áp dụng

Anh Tại đề xuất với lãnh đạo Cục cho phép tăng cường hệ thống ống dẫn và hútkhí ở xung quanh đáy kho, kết hợp với việc tận dụng vật liệu kê lót của bảo quảnthóc thông thoáng như trấu, palet để kê lót bổ xung, tạo thành lớp cách ly giữathóc và màng PVC ở lớp đáy Sáng kiến trên đã được Cục DTNN khu vực TháiBình áp dụng từ năm 2008 đến nay và thu được những kết quả tốt

Những ngăn kho có áp dụng cải tiến này luôn có chất lượng tốt, không còn xẩy

ra các hiện tượng bốc hơi động sương men mốc lớp mặt Kết quả phân tích mẫuđịnh kỳ cho thấy, chất lượng thóc tốt tỷ lệ hạt vàng ít biến động Từ hiệu quả của

cải tiến, trong kế hoạch nhập thóc năm 2011, các chi cục đều đăng ký bảo quảnthóc đổ rời trong điều kiện AST, theo phương pháp này

Đó chỉ là một trong rất nhiều sáng kiến, giải pháp mà anh đưa ra Ngoài ra cònnhiều sáng kiến khác, như: Dùng palet, trấu trong bảo quản thông thoáng để tăngcường kê lót lớp nền đáy kho thóc đổ rời trong điều kiện AST; giải pháp khắcphục sự cố bốc hơi, đọng sương trong bảo quản gạo, thóc AST trong các loạihình kho; bảo quản thử nghiệm thóc đóng bao…

SẢN PHẨM NÔNG NGHIỆP:

1 Một số biến đổi trong bảo quản chế biến sản phẩm từ nông nghiệp:

1.1 Một số phản ứng đường xảy ra:

a Biến đổi do thủy phân saccharose:

Biến đổi do thủy phân bởi enzyme:

Trong làm bánh từ bột nhào: ở giai đoạn lên men bột nhào, saccharose vàmaltose trong bánh bị thủy phân do tác dụng của enzym tương ứng

Maltose sẽ bị dần dần thủy phân thành hai phân tử glucose và maltose có trong

mô thực vật, nấm men, vi khuẩn và đặc biệt có nhiều ở kê nảy mầm

Trong hạt nảy mầm có chứa nhiều enzym sacarase, giúp thủy phân tương đốinhanh sacarose

Biến đổi do thủy phân bởi axit:

Trong chế biến một số sản phẩm như mứt quả, sirô, kẹo có cho thêm axit thựcphẩm đều có thể xảy ra sự thủy phân saccarose bởi axit tạo thành đường chuyểnhóa

Sự có mặt của đường chuyển hóa trong sản phẩm làm cho độ ngọt của sản phẩmtăng lên, đồng thời có tác dụng ngăn ngừa sự kết tinh nhưng lượng đườngchuyển hóa nhiều thì sản phẩm dễ bị chảy, khó bảo quản

Khả năng thủy phân sacarose bởi axit mạnh hay yếu phụ thụ vào các yếu tố khácnhau:

Môi trường đun nấu, loại axit dùng để thủy phân khi đun nấu, nhiệt độ đun nấu,thời gian đun nấu.

b Biến đổi do phân giải sâu xa của đường:

Biến đổi do đường lên men:

Lên men lactic:

Lên men lactic là quá trình chuyển hóa yếm khí carbohydrate thành acid lacticnhờ hoạt động sống của VSV, điển hình là vi khuẩn lactic Có hai kiểu lên menlactic chính là và lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình

Lên men lactic đồng hình: là quá trình lên men do vi khuẩn lactic đồng hình, cókhả năng phân hủy đường theo con đường đơn giản tạo nên acid lactic Lượngacid lactic hình thành chiếm 90÷98% trong sản phẩm

Hình 1: Lên men lactic đồng hình [41]

Lên men lactic dị hình: là quá trình lên men do các vi khuẩn lactic dị hình, phânhủy đường thành acid lactic, ngoài acid lactic tạo thành còn có hàng loạt sảnphẩm trung gian khác nhau được tạo thành chiếm tỷ lệ khá cao như: acid acetic,ethanol, glycerin, CO2, H2O, một số chất thơm như diacetyl, ester

Hình 2: Lên men latic dị hình [42]

Quá trình lên men lactic diễn ra trong tế bào chất của vi khuẩn Đầu tiên, đườnglactose sẽ được vi khuẩn lactic đưa vào bên trong tế bào nhờ những cơ chế vậnchuyển đặc trưng của màng tế bào chất Tiếp theo, lactose sẽ được thủy phânthành hai monosaccharide rồi đi vào các chu trình chuyển hóa khác nhau Đối

với nhóm vi khuẩn lactic đồng hình như giống Lactococcus, các loài Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus lactis… chu trình đường phân là con đường chính chuyển hóa

glucose thành acid lactic Phương trình tổng quát lên men lactic đồng hình nhưsau:[1]

Các sản phẩm trung gian:

 Các vi khuẩn lactic dị hình như giống Leuconostoc do không có một số

enzyme của chu trình đường phân nên chúng chuyển hóa glucose giai đoạnđầu theo chu trình pentose-phosphate và tạo ra sản phẩm trung gian làxylulose – 5 – phosphate Chất này sẽ được chuyển hóa tiếp thànhglyceraldehyde – 3 – phosphate rồi tiếp tục đi theo giai đoạn cuối của chutrình đường phân để tạo thành acid pyruvic rồi acid lactic như trong quátrình lên men đồng hình

chuyển hóa thành acetyl – phosphate và tiếp theo sau đó là thành ethanol

Sơ đồ chuyển hóa hình 2 cho thấy trong quá trình lên men dị hình, các sảnphẩm chuyển hóa chính thu được bao gồm acid lactic, ethanol, CO2 …

hình thành trong quá trình chuyển hóa cơ chất (lactose) sẽ được vi khuẩngiữ lại trong tế bào để phục vụ cho hoạt động trao đổi chất và sinh trưởngcủa VSV Ngược lại, các sản phẩm như acid lactic, ethanol và CO2 sẽ được

vi khuẩn “thải” vào môi trường lên men Kết quả là hàm lượng acid lactictích lũy trong môi trờng lên men ngày càng tăng, làm giảm pH môi trường

và kéo theo những biến đổi hóa lý khác

hình), ethanol, CO2 (lên men dị hình), trong dịch lên men còn xuất hiệnnhiều hợp chất hóa học mới khác Chúng là những sản phẩm trung gianhoặc sản phẩm phụ của quá trình lên men Hàm lượng của chúng trong dịchlên men thường rất thấp (vài ppm hoặc ít hơn) Một số hợp chất trong nhómtrên rất dễ bay hơi Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc góp phần hìnhthành nên mùi, vị đặc trưng cho những sản phẩm lên men lactic Đáng chú ýnhất là diacetyl và acetaldehyde Quá trình sinh tổng hợp diacetyl liên quanđến sự chuyển hóa citrate, được trình bày ở hình 3

Hình 3 Sinh tổng hợp các chất tạo hương từ citrate (Cogan Fodan,1994 ) [43]

diacety trong môi trường sẽ tăng dần rồi sau đó sẽ giảm dần vào giai đoạncuối, đặc biệt khi hàm lượng citrate giảm giảm dần Một phần diacetyl sẽđược chuyển hóa thành acetoin và 2,3 butanediol Acetaldehyde được tổnghợp từ các sản phẩm của quá trình chuyển hóa glucose và một số acid amin

hợp chất quan trọng quyết định đến mùi vị đặc trưng cho các sản phẩm lênmen như yoghurt, bơ,…

quan của yoghurt và bơ Tỷ lệ này phụ thuộc vào thành phần các chủngVSV sử dụng trong tổ hợp giống và các thông số kỹ thuật của quá trình lênmen như: nhiệt độ, pH đầu, lượng giống cấy …

Tác nhân VSV trong quá trình lên men lactic là vi khuẩn lactic thuộc họ

Lactobacillaceae và được xếp vào bốn nhóm: Streptococcus, Pediococcus, Lactobaccillus, Leuconostoc Đây là những trực khuẩn hoặc cầu khuẩn không

tạo bào tử, chúng thường không chuyển động và hô hấp yếm khí tùy tiện Phần

năng lên men tinh bột và các polysacharide khác Sự phát triển của nó cần một sốacid hay các hợp chất hữu cơ chứa nitơ khác (pepton, polysacharide và proteintan)