Tài liệu môn học Công nghệ lên men: Phần 1

Tài liệu môn học "Công nghệ lên men" Phần 1 cung cấp cho người học những kiến thức như khái quát về lên men thực phẩm; nước và nguyên liệu trong sản xuất lên men. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu môn học Công nghệ lên men: Phần 1 BỘ LAO ĐỘNG-THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VĨNH LONG TÀI LIỆU MÔN HỌCCÔNG NGHỆ LÊN MEN Vĩnh Long, 2021 Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ LÊN MEN THỰC PHẨM Trong những thập niên 1960 và 1970, công nghệ lên men đã phát triển thànhmột ngành công nghiệp lớn trên thế giới. Trong công nghệ thực phẩm, quá trình lênmen được ứng dụng để sản xuất ra nhiều loại thực phẩm phổ biến như: rượu, bia,nước giải khát, yoghurt, phomat, mì chính, nước mắm, các sản phẩm lên men truyềnthống, … Thực phẩm lên men được sản xuất, không những làm phong phú, đa dạng sảnphẩm mà còn mang đến cho con người nhiều lợi ích quí báu. Chương này tóm tắt một cách khái quát về công nghệ lên men và các quá trìnhlên men chủ yếu trong chế biến thực phẩm, chẳng hạn như: lên men ethanol, lên menlactic, lên men propionic, lên men acetic, lên men butyric…Với những nội dung đó,giúp cho người học dễ dàng liên kết những kiến thức cơ bản của công nghệ lên men,với những kiến thức chuyên ngành về công nghệ sản xuất các sản phẩm thực phẩmbằng phương pháp lên men (được trình bày ở các chương sau).1. Giới thiệu chung về lên men Thuật ngữ fermentation (lên men) từ tiếng Latinh fervere có nghĩa là làm chín,dùng để diễn tả hoạt động của nấm men trong dịch chiết trái cây hay dịch đường hóangũ cốc. L.Pasteur đã gọi sự lên men là sự sống thiếu không khí. Tuy nhiên, thuậtngữ lên men đến nay được hiểu là tất cả các quá trình biến đổi do vi sinh vật (VSV)thực hiện trong điều kiện yếm khí hay hiếu khí. Khái niệm lên men (fermentation) có thể được hiểu theo các nghĩa khác nhau: -Trong lĩnh vực vi sinh vật học: trước đây lên men được hiểu là quá trình sinhtổng hợp năng lượng (ATP) ở tế bào sinh vật từ các hợp chất hữu cơ trong điều kiệnkhông có oxy. Gần đây, người ta cho rằng lên men là quá trình sinh tổng hợp nănglượng ở tế bào không có sự tham gia của chuỗi hô hấp. Trên cơ sở đó, một vài quátrình sinh tổng hợp ATP diễn ra trong điều kiện kỵ khí vì có sự tham gia của chuỗihô hấp như chuỗi hô hấp nitrate, hô hấp sulfate ở vi khuẩn Pseudomonas,Desulfovibrio… - Trong lĩnh vực công nghệ vi sinh vật (VSV): lên men được hiểu là quá trìnhchuyển hóa cơ chất của các tế bào VSV kèm theo sự phát triển sinh khối và tổng hợpcác sản phẩm trao đổi chất . Từ đó, ta có các khái niệm như lên men hiếu khí nếu nhưquá trình nuôi cấy VSV diễn ra trong điều kiện có oxy, và lên men kỵ khí nếu nhưquá trình nuôi cấy VSV diễn ra trong điều kiện không có oxy. - Lên men cũng được hiểu là sự chuyển hóa carbohydrate và một vài hợp chấthữu cơ khác thành những hợp chất mới dưới tác dụng của enzyme do vi sinh vật tạora. Như vậy, tác nhân chính của quá trình lên men là các tế bào vi sinh vật, hoặc cóthể là enzyme của chúng đã được chế tạo thành các dạng chế phẩm. - Phân loại lên men có thể dựa theo cơ chế, tác nhân, nguyên liệu, sản phẩm,… + Phân loại theo tác nhân: lên men bởi nấm mốc, lên men bởi nấm men, lên menbởi vi khuẩn, lên men bởi nấm mốc và vi khuẩn, lên men bởi nấm men và vi khuẩn,lên men bởi nấm mốc và nấm men. + Phân loại theo nguyên liệu: sản phẩm lên men từ tinh bột, đường; sản phẩmlên men từ rau quả, sản phẩm lên men từ cá, tôm; sản phẩm lên men từ sữa,… + Phân loại theo sản phẩm: lên men rượu, ethanol, lên men beer, lên menglyceryl, lên men lactic, lên men acetic, lên men sản xuất sữa chua,… + Phân loại theo điều kiện lên men: lên men yếm khí, lên men hiếu khí. + Phân loại theo tính chất sản phẩm cuối cùng: dựa vào tính chất sản phẩm cuốicùng chia ra: công nghiệp lên men cổ điển và công nghiệp lên men hiện đại. Công nghệ lên men cổ điển là chỉ những quá trình lên men mà qua đó thu đượcnhững sản phẩm có phân tử lượng nhỏ hơn chất nguyên thủy (cơ chất) trong nguyênliệu. Chẳng hạn quá trình lên men rượu ethylic, acid lactic là quá trình lên men cổđiển vì phân tử lượng của sản phẩm lên men là rượu ethylic (C2H5OH) và acid lactic(CH3-CHOH-COOH) đều nhỏ hơn phân tử lượng của chất nguyên thủy (cơ chất)trong nguyên liệu đó là glucose(C6H12O6) C2H5OH Lên men bởi nấm men C6H12O6 Lên men bởi vi khuẩn lactic CH3-CHOH-COOH Với công nghiệp lên men hiện đại: là quá trình lên men tạo ra các sản phẩmphức tạp hơn, khác xa bản chất với các chất khởi thủy trong nguyên liệu và có phântử lượng lớn hơn các cơ chất tạo thành nó. Thực chất các quá trình lên men hiện đạilà quá trình sinh tổng hợp, chẳng hạn như lên men sản xuất vitamin, kháng sinh, acidamin,…Ví dụ quá trình sinh tổng hợp vitamin B2 từ chất khởi thủy là acid pyruvic(CH3-CO-COOH) và glucose (C6H12O6) CH3-CO-COOH STH C17H20N4O6 ...