Đề tài Lên men giấm

MỤC LỤC  Chương 1 Giới thiệu    1.1 Lịch sử  3       1.2 Tổng quan về giấm  4             1.2.1 Phân loại giấm  5             1.2.2 Thành phần dinh dưỡng của giấm  8 Chương 2 Tác nhân vi sinh vật 12       2.1 Đặc điểm hình thái  12       2.2 Đặc điểm sinh trưởng 14       2.3 Phân loại  14       2.4 Một số vi khuẩn thường sử dụng trong lên men giấm  16       2.5Anh hưởng của các điểu kiện môi trường dinh dưỡng tới quá trình lên men 19 axetic               2.5.1 Anh hưởng của oxy  19             2.5.2 Anh hưởng của nhiệt độ  20             2.5.3 Anh hưởng của các nguồn C, N, P và các nguyên tố vi lượng  21 Chương 3 Bản chất sinh hóa  21 Chương 4 Kỹ thuật sản xuất axit axetic    4.1 Những yêu cầu kỹ thuật             4.1.1 Nồng độ axetic  24             4.1.2 Nồng độ rượu  24             4.1.3 Nhiệt độ  25             4.1.4 Độ thoáng khí  25       4.2 Quá trình làm giấm  26       4.3 Các phương pháp lên men              4.3.1 Phương pháp lên men chậm  26             4.3.2 Phương pháp lên men nhanh  27             4.3.3 Phương pháp lên men chìm  29             4.3.4 Phương pháp kết hợp  29       4.4 Phương pháp nâng cao nồng độ axit axetic trong dịch lên men              4.4.1 Phương pháp chưng cất  30             4.4.2 Phương pháp chưng cất bằng muối  30             4.4.3 Phương pháp chưng cất- trích ly  31             4.4.4 Phương pháp chưng cất chân không  31 Chương 5 Biến động sinh hóa       5.1 Biến động vi sinh vật  31       5.2 Biến động hóa học  32       5.3 Một số dạng hư hỏng axit axetic  33             5.3.1 Giấm bị đục và giảm độ chua  33             5.3.2 Hiện tượng lươn giấm  33             5.3.3 Bọ giấm  34             5.3.4 Ruồi giấm  34 Chương 6 Một số ứng dụng quan trọng của axit axetic       6.1 Ứng dụng trong chế biến mủ cao su  35       6.2 Ứng dụng axit axetic trong công nghệ thực phẩm  35       6.3 Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm  36 Tài liệu tham khảo  38  Chương 1: GIỚI THIỆU     Giấm là rượu đã bị chua.    Giấm là dung dịch nước chứa 3% axid axetic. Giấm có thể tính tuổi từ năm 1000 trước công nguyên và đời xưa dùng giấm là nước uống Jessus. 1. Lịch sử Ứng dụng của giấm làm gia vị đã được hàng thế kỉ. Giấm được dùng như vị thuốc, tác nhân phá hủy và chất bảo quản. Vào thời trung nguyên, những nhà luyện kim đổ giấm lên trên chì  để tạo chì axetate.     Thời kì Phục hưng, làm giấm là nghề đem lại lợi nhuận ở Pháp. Nước này đã sản xuất gần 150 loại giấm có mùi vị từ việc bổ sung tiêu, cỏ ba lá, hoa hồng, thìa là, và mâm xôi. Sản xuất giấm cũng được phát triển ở Anh, sinh lời đến nỗi năm 1693 Nghị viện thiết lập thuế trên giấm – bia. Vào thời kì đầu ở Mỹ, sản xuất giấm rượu táo là nền tảng của nông nghiệp và kinh tế hộ gia đình, được giá gấp 3 lần rượu táo thô truyền thống.     Sự chuyển từ rượu hay nước trái cây sang giấm là quá trình hóa học trong đó rượu ethylic bị oxy hóa tạo axid axetic. Về mặt lịch sử, nhiều phương pháp khác đã được dùng để tạo giấm. Ở phương pháp chậm, tự nhiên vại rượu táo để mở đặt trong nhiệt độ phòng. Suốt khoảng vài tháng, nước trái cây lên men thành rượu và sau đó bị oxy hóa thành acid acetic. Phương pháp Orleans (Pháp) được gọi là phương pháp liên tục. Nước trái cây được thêm định kì vào những mẻ giấm nhỏ và trữ trong thùng gỗ. Khi nước trái cây chua, ta sẽ vớt ra ở trên thùng. Cả phương pháp chậm và liên tục đều đòi hỏi vài tháng để sản xuất giấm. Trong sản xuất giấm thương mại hiện nay, phương pháp thông thường và phương pháp lên men chìm được ứng dụng. Những phương pháp này dựa trên mục tiêu pha trộn nhiều oxy đến mức có thể vào sản phẩm rượu. 1.2. Tổng quan về giấm    1.2.1.Phân loại dấm        Giấm có thành phần giấm cất (chưng) và giấm pha chế Hình ảnh: Giấm nuôi bằng chuối        Giấm cất (cũng gọi là giấm gạo) lấy lương thực, đường làm nguyên liệu chính, thông qua việc ủ vi sinh vật lên men. Thành phần dinh dưỡng của nó có axit axetic, đường, axit hữu cơ, vitamin, muối vô cơ… rất tốt cho việc trao đổi chất cơ thể. Còn giấm pha chế (giấm hóa học) thì lấy axid axetic tinh của thành phần hóa học làm nguyên liệu chính , thêm H2O pha loãng mà thành, không có thành phần dinh dưỡng khác. Nếu sử dụng axit axetic công nghiệp để làm giấm dùng pha chế để ăn đối với cơ thể là có hại. Hình ảnh về giấm mật      Giấm cất ở Châu Á có lịch sử lâu đời hơn 2000 năm nhiều chủng loại. Do hoàn cảnh địa lý, nguyên liệu không giống nhau, giấm ăn ở các nước cũng không giống nhau. Phát triển dần theo nhu cầu người ta đã chia theo hiệu lực và công dụng của giấm từ loại đơn thuần gia vị phát triển thành loại dùng để nấu nướng, loại làm ngon cơm, loại giữ sức khỏe và loại nước uống             + Loại nấu nướng: độ axit axetic 5% vị nồng thơm dịu, vốn có tác dụng tẩy mùi tanh, giúp tươi thịt. Đối với thịt, cá, hải sản…vô cùng thích hợp. Nếu như dùng giấm trắng cất, vẫn không thể ảnh hưởng màu sắc thức ăn vốn có             + Loại ngon cơm: Độ axit axetic 4%, vị khá ngọt thích hợp để trộn thức ăn, nước chấm như trộn dưa chuột, điểm tâm…có tác dụng tươi giòn. Loại giấm này có giấm gạo hoa hồng, giấm gạo cất và giấm làm ngon cơm             + Loại bảo vệ sức khỏe: Độ axid axetic khá thấp khoảng 3%. Khẩu vị khá ngon, mỗi buổi sáng sớm hay sau khi ăn uống 1 thìa là tốt, có thể tăng cường thân thể và tác dụng phòng chống bệnh, loại giấm này có hơn 10 loại.             + Loại nước uống: độ axit acetic 1%. Trong quá trình lên men thêm đường, trái cây… hình thành trào lưu là nước uống axit amin. Loại thức uống này từ giấm gạo có vị chua ngọt, dễ uống, thường cho thêm nước trái cây như táo, lê… cho thêm đá và gas CO2       1.2.2.Thành phần dinh dưỡng của giấm:        Có acit amin phong phú: 18 loại acit amin cơ thể người không tổng hợp được trong giấm đều có, có 8 loại acit amin thực vật cung cấp.        Do giấm có vị ngọt nên giấm trở nên điều hợp ngũ vị giúp cho cơ thể hấp thụ và tiêu hóa thức ăn.        Hàm lượng acit hữu cơ trong giấm khá nhiều, giá trị thức ăn của giấm gạo càng cao. Axit hữu cơ lấy axit axetic là thành phần chính còn có hơn 10 loại axit lactic, axit gốc xeton, axit citric, axit axetic…Một số axit hữu cơ này cũng là kết quả của việc tổng hợp và phân giải trong quá trình quá trình trao đổi chất từ 3 loại chất dinh dưỡng lớn protid, mỡ, đường trong quá trình phản ứng sinh học cung cấp năng lượng cho cơ thể. Việc tổng hợp axit hữu cơ làm vị axit của thức ăn chua càng thanh, dịu ngọt, lưu lại lâu trong miệng (giấm hóa học không có chất hữu cơ vào miệng chua, nếm sẽ lưu vị đắng) làm giấm càng có vị tươi và ngon. Hơn nữa giấm mà có nhiều axit hữu cơ có thể tăng sự ngon miệng, giúp tiêu hóa. Trong nấu nướng thêm 1 chút giấm, trong giấm có axit hữu cơ có thể làm thành phần dinh dưỡng trong thức ăn được chế biến làm cơ thể càng dễ hấp thụ.        Trong giấm có vitamin B1, B2, C … bắt nguồn từ kết quả trao đổi chất vi sinh vật trong quá trình lên men thức ăn và nguyên liệu. Một số sinh tố dinh dưỡng loại này là thành phần tạo thành men phụ của một số men trong quá trình trao đồi chất cơ thể, có tác dụng quan trọng trong cuộc sống của con người.        Muối vô cơ trong giấm vô cùng phong phú Na, K, Ca, Fe, Cu, Zn, P… một số khoáng chất lấy từ nguyên liệu giấm, đồ chứa thức ăn trong quá trao đổi chất hay tăng thên do người gia công thêm vào. Như muối có tác dụng điều hòa ngũ vị, làm cho giấm càng thêm mùi vị, có tác dụng quan trọng cân bằng môi trường axit kiềm trong cơ thể. Sắt là 1 thành phần tạo thành hồng huyết cầu giúp việc vận chuyển O2  và tạo máu cho cơ thể        Nguyên tố vi lượng Ca, Fe, Cu, P… giúp quá trình sinh lý chống già yếu và quá trình sinh trưởng ở tuổi dậy thì hoặc là thành phần không thể thiếu trong việc trao đổi chất      Giấm đối với cơ thể người có 20 chức năng:    1. Đẩy lùi và trừ bệnh tật : có acid hữu cơ nhiều xúc tiến thay thế đường và làm cho acid lactic và acid acetic tồn trữ trong cơ bắp gây nên việc phân giải các chất gây mệt mỏi nên hết bệnh. 2. Điều tiết độ kiềm acid dịch thể, duy trì tương đối ổn định của môi trường trong cơ thể: theo các nhà dinh dưỡng học phân tích dấm là loại thực phẩm tính kiềm sinh lý, qua sự thay thế trao đổi chất trong cơ thể sản sinh phản ứng tính kiềm. Do cơ thể mỗi ngày dùng một lượng lớn thức ăn tính acid như : thịt, cá, trứng… uống một chút dấm có thể trung hòa phản ứng tính acid, từ đó duy trì cân đối acid kiềm trong môi trường cơ thể . Hình: công dụng của giấm trong chế biến thức ăn 3. Giúp tiêu hóa, lợi cho hấp thụ : thức ăn chua có thể nâng cao độ acid dịch dạ dày, các chất trong dấm cũng như acid amin… có thể kích thích trung khu thần kinh não của người làm cho bộ máy tiêu hóa tiết ra giúp tăng cường chức năng tiêu hóa của dạ dày. Đồng thời dấm có khả năng làm hòa tan các chất dinh dưỡng muối vô cơ phosphat, Fe, Ca… trong thức ăn càng nhiều, nó có khả năng phòng chống sự phá hoại của vitamin C. Ở đây không những nâng cao giá trị dinh dưỡng của thức ăn, lại có lợi cho tiêu hóa và hấp thu. 4. Phòng già yếu : dấm có khả năng ức chế và hạ thấp trong cơ thể hình thành loại mỡ oxi hóa có tác dụng trì hoãn cơ thể già yếu. 5. Diệt khuẩn kháng độc : có tính diệt khuẩn mạnh, ức chế khả năng của vi trùng, ví dụ như vi trùng que bệnh thương hàn, vi trùng qua đại tràng… gặp dấm điều bị tiêu diệt hoặc ngừng phát triển. 6. Phòng trị cao huyết áp và sơ cứng động mạch : Đông y có tác dụng tàn huyết làm cho mạch máu chảy bình thường, huyết áp ổn định. Tây y nơi dấm có thể xúc tiến bài tiến ion Na, ức chế sự dư thừa muối trong cơ thể, từ đó ổn định huyết áp. Nói chung dấm đối với huyết áp và sơ động mạch có tác dụng trị liệu rất tốt. 7. Tăng cường chức năng bài tiết của thận, phòng ngừa sỏi thận trong cơ thể. Nước tiểu của con người thường mang tính acid, dễ dàng làm muối trong nước tiểu kết tinh thành sỏi, dấm có thể làm nước tiểu biến thành kiềm tính, có thể phòng chống sỏi đồng thời làm hòa tan sỏi thận tính acid. 8. Phòng trị bệnh béo phì : theo nghiên cứu dấm chứa acid amoni, ngoài việc thúc đẩy mỡ chuyển hóa nhiều trong cơ thể người thành năng lượng tiêu hao của cơ thể còn có thể làm cho việc trao đổi chất của chất dinh dưỡng như protid, đường hấp thụ vào… tiến hành thuận lợi, do đó có tác dụng phòng giảm béo phì tốt.       9. Diệt kí sinh trùng như giun đũa, giun kim. 10. Kháng ung thư. 11. Làm đẹp da : không những ức chế sắc tố da, giảm vết nhăn ở người già mà có thể tăng tuần hoàn máu cho da thay tế bào già, co rút lỗ chân lông lại, làm cho da vừa mịn vừa láng. 12. Làm tỉnh rượu : các chất acid trong dấm có thể cùng hấp thụ acid acetic cồn trong cơ thể người, phát sinh phản ứng hình thành acid acetic làm giảm độc tính cồn đối với thần kinh nhờ đó đạt được công hiệu làm tỉnh rượu. Ngoai ra giấm cịn cĩ một số cơng dụng như: Thay cho chanh trong thực đơn món trộn Làm sạch vết cặn trà hay vết cafe bám dai ở đáy cốc. đổ 2 thìa sp giấm vo tch, sau đó rửa như bình thường. Xử lí tĩc dầu: giấm l 1 chất tẩy nhờn tốt cho tĩc dầu bởi vì nĩ gip điều chỉnh độ pH. Gội đầu bằng dầu gội bình thường, sau đó pha ¼ chén nước giấm vào chậu nước trong lần xả cuối cùng. Làm cho áo len mịn hơn: đổ 1 ít nước giấm vào nước giặt cuối bạn sẽ thấy áo len mềm mịn hơn. Làm sạch cặn ở ấm đun nước hay máy pha cafe: đun sôi hỗn hợp nước và giấm trong ấm rồi sau đó đổ đi, lấy giẻ lau lại, vết cặn sẽ sạch ngay, với ấm pha café cũng vậy. Loại bỏ những vết nhn ghi gi hng hay cc vết dính bm dai ở đồ: lau lên chỗ muốn xoá vài lượt giấm rồi chà nước xà phịng ln, để 5 phút, sau đó lau sạch các vết cịn bm lại. Tiêu diệt cỏ dại bằng cách phun giấm nguyên chất lên nhiều lần. Chương 2 :TÁC NHÂN VI SINH VẬT      Vi khuẩn Acetobacter là tác nhân chính của quá trình lên men acetic nên còn được gọi là vi khuẩn acetic. Đây là những vi khuẩn phổ biến trong tự nhiên, có trên bề mặt lá, quả, hoa, tạo acid acetic từ rượu etylic. 1. Đặc điểm hình thái Vi khuẩn actic là vi khuẩn gram âm, không sinh bào tử. Về hình dạng tế bào vi khuẩn acid acetic là trực khuẩn hình que tới elip, kích thước tế bào 0.6-0.8 mm/ 1-3 mm. Các tế bào đứng tách riêng rẽ, 1 số xếp 2 tế bào, 1 số khác xếp thành chuỗi dài. Một số loại đặc biệt có tế bào hình cầu, có loại hình chỉ. Tùy điều kiện pH môi trường, nhiệt độ nuôi 1 số loài có thể có dạng hình bán nguyệt. Nhiều loài vi khuẩn acetic khi phát triển trên môi trường thiếu thức ăn hay môi trường đã nuôi cấy lâu (môi trường già) dễ sinh ra hình thái đặc biệt (tế bào phình to hay kéo dài ra) có thể phân nhánh. Hình ảnh: Acetobacter Vi khuẩn acetic có khả năng tạo bào tử và màng nhày, một số có khả năng di động nhờ tiên mao, 1 số không có khả năng này Trên môi trường đặc chúng phát triển thành những khuẩn lạc tròn, đều đặn, đường kính trung bình 3 nm. Trên môi trường lỏng vi khuẩn actic chỉ phát triển trên môi trường tạo thành những lớp màng dày mỏng khác nhau. Một số loài tạo thành màng dày như sứa (0.5mm), nhẵn và trơn, khi lắc chúng chìm xuống đáy bình và thay vào đó 1 lớp màng mỏng mới lại tiếp tục phát triển. Dung dịch dưới màng bao giờ cũng trong suốt. Khi nuôi cấy màng người ta thấy có sợi cellulose giống như ở trong sợi bông. Loại 2 có màng mỏng như giấy celophan, 1 số khác trên bề mặt của màng không nhẵn mà nhăn nheo, 1 số nữa tạo màng mỏng dễ vỡ bám trên thành bình và dung dịch nuôi không trong. 2. Đặc điểm sinh trưởng Vi khuẩn acetic phát triển tốt trên môi trường nước bia, các môi trường có chứa cao nấm men, glucose, rượu etylic hay manitol. Phát triển tốt trong điều kiện hiếu khí bắt buộc, nhiệt độ 25-30oC, pH 5,4-5,8. Tính chất đặc trưng của vi khuẩn acetic là khả năng oxy hóa rượu etylic thành acid acetic ở pH 4.5. Ngoài ra còn thực hiện quá trình oxy hóa acid acetic oxy hóa lactate, chuyển glucose thành  gluconate, oxy hóa không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ khác (các loại đường và dẫn xuất của chúng) để tạo thành các hợp chất ketone, hay các acid hữu cơ tương ứng. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn acetic đối với nguồn C, N và chất sinh trưởng cũng rất đa dạng. Vi khuẩn acetic sử dụng đường, etylic và các acid hữu cơ làm nguồn C, muối amon làm nguồn N. Trong quá trình phát triển vi khuẩn acetic có nhu cầu đối với 1 số acid amin như valin, alanin, prolin, isolosine. Một số chất kích thích sinh trưởng như acid nicotine, acid amin, folic và biotin… có vai trò  quan trọng trong sinh trưởng của vi khuẩn acetic. Một số vi khuẩn acetic có khả năng tổng hợp poly saccaride phân tử lớn như cellulose, tinh bột, dextran… và người ta ứng dụng khả năng này trong sản xuất công nghiệp. Một số loài tổng hợp được những sợi cellulose giống như bông A. xylimum, acetigenum, viizingianum 3. Phân loại  Năm 1950 Frateur chính thức đưa ra khóa phân loại mới dựa trên tiêu chuẩn Khả năng tạo catalase Khả năng tổng hợp các keto từ các rượu bậc cao như glycerol,manitol, sorbitol Khả năng oxy hóa acetate thành CO2 và H2O Khả năng oxy hóa glucose thành acid gluconic Khả năng sử dụng muối amon làm nguồn nitơ và sử dụng rượu etylic làm nguồn cacbon Tạo sắc tố nâu Tổng hợp cellulose Trên cơ sở này, Frateur chia vi khuẩn acetid làm 4 nhóm Bảng 1.1 Phân loại vi khuẩn acid theo Frateur  Tên nhóm Vi khuẩn đại diện Đặc điểm Subosydans Acetobacter subosydaz, Acetobacter melanogennum Không co khả năng oxy hóa acid acetic thành CO2 và H2O Mezoxydans Acetobacter aceti, Acetobacter xylinum, Acetobacter mezoxydan Có đầy đủ các đặc điểm trên Oxydans Acetobacter ascendans Acetobacter ransens Actobacter lovaniens Không có khả năng tạo các hợp cất keto Peroxydans Acetobacter peroxydans Acetobacter paradoxum Không chứa catalase, không oxy hóa glucose   4. Một số vi khuẩn thường sử dụng trong lên men giấm    Để quá trình lên men giấm đạt hiệu quả cao, lựa chọn những chủng vi khuẩn thỏa điều kiện: 1. Phải oxy hoá etylic tốt nhất. 2. Tạo giấm có nồng độ acid acetic cao, chịu được độ cồn và acid cao. 3. Các tính chất ban đầu được giữ nguyên trong suốt quá trình lên men. 4. Các điều kiện phân lập, nuôi cấy, bảo quản giống đơn giản không tốn kém nhiều phù hợp với điều kiện Việt Nam. Người ta thường sử dụng những giống sau:    - A. aceti:        Trực khuẩn ngắn có dạng hình que kích thước 0,4-0,8 và 1-1,2 mm, không di động thường xếp thành chuỗi dài. Gram âm, màu vàng với thuốc nhuộm iod. Chúng tạo thành khuẩn lạc to, sáng trên gellatin với dịch lên men chứa 10% đường saccharose, tạo thành màng dày nhẵn, không được nâng lên theo thành bình, có khả năng phát triển trên môi trường có nồng độ rượu khá cao (11%), có khả năng tích lũy 6% acid acetic. Nhiệt độ thích hợp phát triển 34oC. Nếu nhiệt độ cao quá 43oC sẽ gây ra hiện tượng co tế bào và tạo thành hình quả lê. Thường phát triển trên bia. Vi khuẩn: A. aceti Vi khuẩn: A. xylium - A. xylinum       Trực khuẩn dạng hình que 2 mm, đứng riêng rẽ hay xếp thành chuỗi không di động. Các tế bào được bao bọc bởi chất nhầy, tạo váng nhẵn khá dày, bắt màu xanh với thuốc nhuộm iod và H2SO4 (phản ứng của hemicellulose) vì váng có chứa hemicellulose, có thể oxy hóa  rượu tạo 4.5% acid acetic trong môi trường, ngoài ra chúng còn có khả năng oxy hóa tiếp acid acetic thành CO2 và H2O.    - A. pasteurianum       Trực khuẩn ngắn, hình thái gần giống A. aceti, nhưng khi ta nhuộm chúng với iot, tế bào sẽ cho màu xanh.       Khả năng chịu nổng độ cồn của chúng thấp hơn của A. aceti. Trong điều kiện môi trường phát triển thuận lợi, chúng có khả năng tạo được 5-6% axit axetic.    - A. orleaneuse       Hình thái vi khuẩn này giống hai vi khuẩn trên, nhưng lại có kích thước nhỏ hơn nhiều. Đặc biệt hai đầu của tế bào thường nhỏ lại. Nhiều trường hợp người ta lẫn lộn vi khuẩn này với vi khuẩn kỵ khí Clostridium. Trong dịch nước cấy, chúng thường tạo ra một váng rất mỏng trên bề mặt. Váng vi khuẩn thường rất chắc, khi nhuộm với iot, tế bào sẽ chuyển sang màu vàng. Vi khuẩn này chịu đựng được lượng cồn đên12%V, và trong điều kiện lên men thích hợp, chúng có thể tạo ra được 9,5% axit axetic.    - A. Schiitzenbachii       Vi khuẩn này thuộc vi khuẩn hình que, nhưng kích thước của chúng dài hơn các giống đã trình bày ở trên. Chúng không tạo bào tử, không có khả năng chuyển động và thuộc vi khuẩn gram (-).       Khi phát triển ở môi trường lỏng, chúng tạo ra lớp màng dày nhưng không chắc. Ở các nước trên thế giới, người ta thường sử dụng chúng để sản xuất giấm theo phương pháp chìm.       Trong điều kiện môi trường thuận lợi, chúng có khả năng tạo được 11-12% axit axetic.    - A. curvum    Về cơ bản vi khuẩn này giống A. Schiitzenbachii       Trong môi trường lên men thuận lợi, vi khuẩn này có thể tạo ra được 10-11% axit axetic. Vi khuẩn A. curvum tạo váng rất chắc trên bề mặt môi trường. Nhiệt độ lên men tối ưu của vi khuẩn này là 35-37oC.    - A.suboxydans       Vi khuẩn A.suboxydans được sử dụng nhiều trong công nghệ sản xuất vitamin C. Chúng có khả năng chịu đựng được nồng độ cồn rất cao. Nếu trong môi trường, ta cho thêm một lượng nhỏ các chất dinh dưỡng cần thiết, ví dụ như glucose, vi khuẩn này có thể chuyển hóa hoàn toàn cồn thành axit axetic. Lượng axit axetic tạo được từ quá trình lên men có thể lên đến 13%.       Nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn này tiến hành lên men là 28-30oC. Thời gian lên men xảy ra rất nhanh, chỉ cần 48h, lượng axit axetic có thể đạt được đến 13%       Trong quá trình lên men cần phải thông khí liên tục vì vi khuẩn này cần lượng oxy rất nhiều cho quá trình chuyển hóa cồn thành axit axetic và cho quá trình phát triển. 2.5 Anh hưởng của các điều kiện môi trường dinh dưỡng tới quá trình lên men axetic 2.5.1 Anh hưởng của oxy        Lượng oxy cần thiết lớn gấp 2 lần lượng oxy lý thuyết, càng thoáng khí năng suất càng cao. Ở phương pháp chậm do bề mặt tiếp xúc giữa tế bào và không khí bị hạn chế bở sự bao phủ bề mặt dịch lên men của lớp váng giấm và độ dày lớp dung dịch. Vì vậy mà quá trình lên men kéo dài 3-5 tuần, nồng độ giấm thu được 3-7% acetic. Phương pháp tuần hoàn tạo bề mặt tiếp xúc lớn, quá trình giảm 5-7 ngày, phương pháp chìm thời gian 72-96h, nồng độ giấm 7-14%.   2.5.2 Anh hưởng nhiệt độ Acetobacter thuộc nhóm ưa ấm, nhiệt độ thích hợp cho chúng là từ 25-32oC. Nhiệt độ thấp quá trình lên men xảy ra chậm, nhiệt độ cao ức chế hoạt động và đến mức độ nào đó sẽ đình chỉ sự sinh sản của tế bào làm tăng sự tổn thất của vi khuẩn và hiệu suất của quá trình lên men giảm do sự bay hơi của acetic và etylic. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình sản xuất giấm 22-35oC, nhiệt độ tối ưu là 18-24oC, 27-32oC.     2.5.3 Anh hưởng của các nguồn C, N, P và các nguyên tố vi lượng a. Sự acid hóa của dịch lên men             Trong sản xuất giấm người ta thường cho vào cơ chất ban đầu 1 lượng giấm nhất định để axit hóa môi trường nhằm: Ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật các loại Đưa vào dịch lên men một lượng tế bào nhất định             Độ acid ban đầu 2-6%. Hàm lượng cao hạn chế sự sinh trưởng của vi khuẩn và giảm khả năng lên men. Nồng độ axit axetic 8% ức chế hoạt động của vi khuẩn rất lớn. b. Hàm lượng etylic trong dịch lên men             Etylic là chất sát khuẩn với vi khuẩn acetic được sử dụng như cơ chất. Hàm lượng rượu 2-10% thể tích, cao hơn làm giảm năng suất lên men.             Để tránh hiện tượng oxy hoá tiếp tục acid acetic thành CO2 và H2O cần có 1 lượng rượu sót trong sản phẩm từ 0.2-0.5%, lượng rượu sót có tác dụng ức chế sự tổng hợp enzyme oxy hóa acid acetic và muối acetate. c. Các chất C, N, P và nguyên tố vi lượng             Để quá trình oxy hóa xảy ra nhanh trong dịch lên men cần bổ sung 1 số muối khoáng (NH4)2SO4, KH2PO4, CaHPO4, FeCl3… tùy theo nhu cầu cụ thể từng loài.             Ngoài ra trong môi trường dinh dưỡng còn được bổ sung vitamin, chất kích thích sinh trưởng như pepton, cao nấm men…             Trong môi trường dinh dưỡng còn được bổ sung sake, muối đậu nành, acid lactic, glycerine.   Chương 3:  BẢN CHẤT SINH HÓA    Lên men axetic là quá trình oxy hóa rượu thành axit axetic, nhờ vi khuẩn axetic, trong điều kiện hiếu khí. Phương trình tổng quát:    C2H5OH + O2                           CH3COOH + H2O + 117 Kcal    Phản ứng xảy ra trong tế bào của vi khuẩn. Muốn phản ứng được xảy ra, C2H5OH va O2 phải được thẩm thấu vào trong tế bào. Khi đó các enzyme oxy hóa có trong tế bào của vi khuẩn tham gia oxy hóa rượu tạo thành CH3COOH. CH3COOH được tạo thành sẽ thoát ra khỏi tế bào và tan trong dung dịch môi trường. Ethanol C2H5OH O2 CH3COOH CH3COOH mơi trýờng Tế bào   Hình 3.1 Quá trình oxy hóa rượu thành acid acetic       Trong sự oxy hóa ethanol thành acid acetic, chuyển hóa thực chất là 1 sự sử dụng cơ chất. Ở đây NADPH2 xuất hiện được chuyển hóa qua chuỗi hô hấp để thu năng lượng, song cơ chất không bị phân giải hoàn toàn do vậy quá trình cũng còn được gọi là sự oxy hóa không hoàn toàn. Loại chuyển hóa này có thể trải qua nhiều bước.       Các đại diện của vi khuẩn acetic (Acetobacter, gluconobacter) oxy hóa không chỉ etanol mà cả 1 phổ rộng các rượu bậc 1, 2 cũng như các polyol. Người ta phân biệt các loài vi khuẩn mà sản phẩm của chúng được giữ lại được gọi là các loài oxy hóa thấp (suboxidant), thuộc về nhóm này có vi khuẩn acetic tạm thời sau đó lại bị oxy hóa tiếp được xếp vào nhóm oxy hóa cao (peroxidant) chẳng hạn A.peroxidans, A. pasteurianum, giữa 2 nhóm này có sự chuyển tiếp.       Sản xuất giấm       Các phản ứng được dùng để sản xuất giấm ăn nhờ A. suboxidans  CH3CH2OH CH3CHO + 2H Sau sự hydrate hóa acetaldehyde sẽ diễn ra 1 loại H2 lần thứ 2  CH3CH(OH)2 CH3COOH + 2H  Hidro được NADP nhận và qua các citochrome được chuyển đến O2 là chất nhận điện tử cuối cùng.,   Chương 4: KỸ THUẬT SẢN XUẤT AXIT AXETIC      Bản chất của quá trình lên men là lên men hiếu khí, vì thế phải tạo điều kiện tối đa để vi khuẩn tiếp xúc được với oxy và cồn.    Để giải quyết tốt vấn đề này có 4 phương pháp khác nhau: Phương pháp lên men chậm. Phương pháp lên men nhanh. Phương pháp lên men chìm. Phương pháp kết hợp. 4.1.Những yêu cầu kỹ thuật    4.1.1.Nồng độ axetic       Axit axetic sinh ra sẽ gây ảnh hưởng ức chế đến sinh lý của vi khuẩn axetic. Nếu nồng độ của axit axetic đạt 8% sẽ ức chế hoạt động của vi khuẩn và nếu nồng độ axit axetic 12-14% sẽ ức chế toàn bộ của vi khuẩn.    4.1.2.Nồng độ rượu       Tùy từng loại mà chúng có khả năng tồn tại ở những nồng độ rượu khác nhau. Thông thường người ta sử dụng nồng độ rượu từ 11-13%. Nếu trong môi trường không có rượu thì vi khuẩn tiếp tục oxy hóa axit axetic để thu nhận năng lượng dùng cho sự sống. Vì thế đây là một quá trình có hại. Trong sản xuất, người ta thường giữ lại độ rượu trong môi trường là 0,3-0,5%.    4.1.3.Nhiệt độ       Tùy theo từng loài mà nhiệt độ tối ưu cho quá trình oxy hóa. Nhưng trong sản xuất, người ta dùng những loài vi sinh vật thích ứng cho quá trình oxy hóa là 30-40oC.       4.1.4.Độ thoáng khí       Oxy là một yếu tố quan trọng cho quá trình lên men giấm. Quá trình oxy hóa chỉ xảy ra khi trong môi trường vi khuẩn được tiếp xúc với không khí. Càng được thoáng khí khả năng oxy hóa càng tốt. Trong môi trường dinh dưỡng, ngoài rượu ra cần có các c