Tìm hiểu về quá trình lên men Lactic trong công nghệ thực phẩm

Lên men lactic là quá trình chuyển hóa hiếm khí đường nhờ vào hoạt động của các vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn Lactic. Được ứng dụng vào trong sản xuất và lên men sữa chua, phomat, rau quả muối chua,… vì vậy, để hiểu rõ hơn về quá trình lên men lactic trong thực phẩm, chúng ta cùng tìm hiểu thông tin dưới đây nhé!

Acid Lactic là gì?

Acid lactic hay acid sữa là một hợp chất hóa học đóng vai trò rất quan trọng trong nhiều quy trình sinh hóa và lần đầu được phân tách vào năm 1780 bởi nhà hóa học Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele. Acid lactic là một acid cacboxylic với công thức hóa học C3H6O3. Nó có một nhóm hydroxyl đứng gần nhóm cacboxyl khiến nó là một acid alpha hydroxy ( AHA ). Trong dung dịch, nó hoàn toàn có thể mất một proton từ nhóm acid, tạo ra ion lactate CH3CH ( OH ) COO − .

Khi vận động mạnh và cơ thể không cung cấp đủ oxy. Cơ thể sẽ thoái hóa glucose từ các tế bào để biến thành acid lactic. Quá trình này sinh ra 150kJ năng lượng.

Phương trình : C6H12O6 → 2C3 H6O3 + 150 kJ
Acid lactic là chất chính tạo ra cảm xúc mỏi ở cơ bắp, đây là loại sản phẩm của oxy hóa .
Acid lactic được lên men từ s ­ ữa, còn có tên gọi sữa chua hay còn gọi là yaourt ( hoặc yogurt ). Công dụng là kích thích tiêu hóa, đẹp da. Mỗi tối trước khi ngủ, dùng yaourt thoa lên mặt trong vòng 15 phút sẽ làm trắng da, mịn da, da hồng hào .
Trong dược phẩm, thường dùng acid lactic trong những loại sản phẩm dành cho những bé chán ăn, tiêu hóa kém .

Quá trình lên men Lactic

Lên men lactic là quy trình chuyển hóa yếm khí carbohydrate thành acid lactic nhờ hoạt động giải trí sống của vi sinh vật, nổi bật là vi khuẩn lactic. Có hai kiểu lên men lactic 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. Chúng có khả năng phân hủy đường theo con đường đơn giản tạo nên acid lactic. Lượng acid lactic hình thành chiếm 90 – 98% trong sản phẩm.

Lên men lactic dị hình: là quá trình lên men do các vi khuẩn lactic dị hình, phân hủy đường thành acid lactic. Ngoài acid lactic tạo thành còn có hàng loạt sản phẩm khác nhau chiếm tỷ lệ khá cao như: acid acetic, ethanol, glycerin, CO2, H2O, một số chất thơm như diacetyl, ester.

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

Đối với nhóm vi khuẩn lactic đồng hình như giống Lactococcus, những loài Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus lactis, … quy trình đường phân là con đường chính chuyển hóa glucose thành acid lactic .

Các vi khuẩn lactic dị hình giống như Leuconostoc. Do chúng không có 1 số ít enzyme của quy trình đường phân. Chúng chuyển hóa glucose tiến trình đầu theo quy trình pentose-phosphate và tạo ra loại sản phẩm trung gian là xylulose-5-phosphate. Chất này sẽ được chuyển hóa tiếp thành glyceraldehyde-3-phosphate. Sau đó, liên tục đi theo quy trình tiến độ cuối của quy trình đường phân. Tạo thành acid pyruvic rồi acid lactic như trong quy trình lên men đồng hình .
Theo một con đường trao đổi chất khác, xylulose-5-phosphate sẽ được chuyển hóa thành acetyl-phosphate. Sau đó là thành ethanol. Trong quy trình lên men dị hình, những sản phẩm chuyển hóa chính thu được acid lactic, ethanol, CO, …
Lên men lactic là một quy trình trao đổi nguồn năng lượng những phân tử ATP được hình thành trong quy trình chuyển hóa cơ chất ( lactose ) sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào để Giao hàng cho hoạt động giải trí trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật, ngược lại, những mẫu sản phẩm như acid lactic, ethanol và CO, sẽ được vi khuẩn “ thải ” vào thiên nhiên và môi trường lên men. Kết quả là hàm lượng acid lactic tích góp trong môi trường tự nhiên lên men ngày càng tăng làm giảm pH thiên nhiên và môi trường và kéo theo những biến hóa hóa lý khác .
Trong quy trình lên men lactic, ngoài mẫu sản phẩm acid lactic ( lên men đồng hình ), chanol, CO2 ( lên men dị hình ), trong dịch lên men còn Open nhiều hợp chất hóa học mới khác. Chúng là những loại sản phẩm trung gian hoặc mẫu sản phẩm phụ của quy trình lên men. Hàm lượng của chúng trong dịch lên men thường rất thấp ( vài ppm hoặc ít hơn ). Một số hợp chất trong nhóm trên rất dễ bay hơi. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc góp thêm phần hình thành nên mùi, vị đặc trưng cho những loại sản phẩm lên men lactic, đáng quan tâm nhất là diacetyl và acetaldehyde .

Ở tiến trình đầu của quy trình lên men, diacetyl được tổng hợp. Hàm lượng diacety trong thiên nhiên và môi trường sẽ tăng dần rồi sau đó sẽ giảm dần vào tiến trình cuối. Đặc biệt khi hàm lượng citrate giảm giảm dần. Một phần diacetyl sẽ được chuyển hóa thành acetoin và 2,3 butanediol, Acetaldehyde được tổng hợp từ những loại sản phẩm của quy trình chuyển hóa glucose và một số ít acid amin .
Nhiều loài vi khuẩn lactic có năng lực sinh tổng hợp acetaldehyde. Đây là hợp chất quan trọng quyết định hành động đến mùi vị đặc trưng cho mẫu sản phẩm lên men như yogurt …

Tỷ lệ hàm lượng diacetylacetaldehyde ảnh hưởng lớn đến giá trị cảm quan của yogurt và bơ. Tỷ lệ này phụ thuộc vào thành phần các chủng vi sinh vật sử dụng trong tổ hợp giống và các thông số kỹ thuật của quá trình lên men như: nhiệt độ, pH đầu, lượng giống cây…

Tác nhân vi sinh vật trong quy trình lên men lactic là vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacillaceae. Chúng được xếp vào bốn nhóm : Streptococcus, Pedio OCC 48, Lactobaccillus, Leuconostoc. Đây là những trực khuẩn hoặc cầu khuẩn không tạo bảo tử. Chúng thường không hoạt động và hô hấp yếm khí tùy tiện. Phần lớn chúng vẫn tăng trưởng thông thường. Hầu hết không có năng lực lên men tinh bột và những polysacharide khác. Sự tăng trưởng của nó cần một số ít acid hay những hợp chất hữu cơ chứa nitơ khác .
Quá trình lên men lactic được ứng dụng thoáng đãng trong công nghiệp thực phẩm. Dùng sản xuất 1 số ít thực phẩm lên men : yogurt, phomat, bánh mì đen, acid lactic, muối chua rau quả …

Linh Như

Source: https://suachuatulanh.edu.vn
Category : Sức Khỏe