Trường ĐẠI HỌC SÀI GÒN
LỚP DSI 1081
BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN VI SINH VẬT HỌC
Ứng dụng các hình thức Lên men
---oOo---
GV HƯỚNG DẪN: Ths. Đặng Thị Ngọc Thanh
TRÌNH BÀY: TỔ 1
ĐỖ NGUYỄN HỒNG HẠNH CAO THỊ THUỲ TRANG
HUỲNH THỊ DIỄM THUÝ LÊ KIM YẾN
NGUYỄN VĂN TÚ TÔ HOÀNG YẾN
MAI THỊ TRÀ GIANG PHẠM THỊ MỸ HẠNH
__________________
A/ KHÁI NIỆM
1. Lên men
• Là quá trình phân giải carbonhydrat trong điều kiện kỵ khí.
• Là quá trình oxy hóa khử cơ chất:
o Oxi phân tử không tham gia vào quá trình oxi hóa.
o Hidro được thải dưới dạng: khí hoặc liên kết với các sản phẩm phân giải.
• Năng lượng sinh ra:
o Một phần cho các phản ứng khử.
o Phần còn lại: tích lũy trong các liên kết cao năng.
à Năng lượng sinh ra trong lên men không bằng năng lượng sinh ra từ hô hấp.
• Sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men:
o CO2
o Các hợp chất carbon chưa được oxi hóa hoàn toàn: rượu, acid hữu cơ,
aldehyd, keton,…
2. Lên men oxi hóa
• Phần lớn VSV hiếu khí oxi hóa triệt để cơ chất thành CO
2
và H
2

O (hô hấp hiếu khí).
Trong CO
2
, C đạt mức oxh cao nhất nên người ta gọi quá trình này là oxy hóa hoàn
toàn.
• Lên men oxi hóa KHÔNG hoàn toàn : Một số VSV oxi hóa cơ chất trong điều kiện
hiếu khí nhưng sinh ra những sản phẩm chưa được oxh hoàn toàn như: a.acetic,
a.limonic, a.fumaric, a.gluconic,…
• Ví dụ: Lên men giấm là quá trình oxh rượu thành giấm do một nhóm vi khuẩn
acetic (Acetobacter) thực hiện:
C
2
H
5
OH + O
2
à CH
3
COOH + H
2
O
B. LÊN MEN RƯỢU
1. Vi sinh vật gây lên men
• Rượu ethylic là sản phẩm lên men đường khá phổ biến của nhiều nhóm vi
sinh vật , chủ yếu là các loài nấm men đường ( Saccharomyces ) . Các loài nấm men
1
thường dung trong sản xuất bia rượu là Sac. Cerevisiae , Sac. Ellipsoids , Sac.
Carlsbergensis
• Nhiều loài vi khuẩn hiếu khí không bắt buộc và vi khuẩn kỵ khí cũng tạo
thành rượu như là một sản phẩm chính hoặc sản phẩm phụ trong quá trình lên men

hexose hoặc pentose
2. Cơ chế
a/ Phương trình tổng quát :
C
6
H
12
O
6
à 2 C
2
H
5
OH + 2 CO
2
+ 113,4 kJ
b/ Các phương trình lên men rượu
Đường ------con đường EMP--------> acid pyruvic
3. Điều kiện của quá trình lên men rượu ( theo Custeurs )
• Kỵ khí
• Loại đường có thể lên men
• pH : 4,5 – 5,5
• Nhiệt độ : 25 – 33 oC
• Lượng nấm men giống : 0,26 % khối lượng cơ chất
∗ Sản xuất ethanol từ đường và tinh bột
• Ethanol được sản xuất từ cây mía, bã mía, bắp, thân và hạt lúa miến, củ cải
đường, lúa mạch, đai, bố, khoai tây, khoai lang, trái quả, hoa hướng dương, rơm rạ và
các loại sinh khối khác.
• Phương trình tổng quát :
C

6
H
12
O
6
→ 2C
2
H
6
O + 2CO
2
I . Các bước cơ bản
• Xử lý nguyên liệu để nhận được đường hoà tan.
• Sử dụng men hoặc vi khuẩn để biến đổi đường thành ethanol và CO
2
.
• Chưng cất ethanol từ fermented mash.
Nếu cần thiết, khử nước để thu đựơc ethanol khan.
II . Một số quy trình sản xuất ethanol
1 . SẢN XUẤT ETHANOL TỪ MÍA ĐƯỜNG
• Ethanol thu được từ nước mía sau quá trình lên men nhưng các quy trình thực
tế liên quan lại phụ thuộc vào loại chưng cất.
2
• Qúa trình lên men diễn ra ở nhiệt độ từ 33-35oC và mật độ cell khoảng 8-
17%v/v và được dừng lại khi lượng ethanol trong chất lỏng đạt tới khoảng
10% vì nếu vượt quá mức độ đó, ethanol sẽ bắt đầu giết chết men.
2 . SẢN XUẤT ETHANOL TỪ TINH BỘT
* Sản xuất ethanol từ ngô
-Nghiền: ngô được xay thành bột mịn.
-Hoá lỏng và đun nóng bột mịn: Bổ sung chất lỏng vào bột mịn để làm hỗn

hợp nghiền nhừ, sau đó dùng nhiệt để chuyển tinh bột thành dạng lỏng và loại
bỏ vi khuẩn.
-Thuỷ phân enzyme: Enzyme được bổ sung để phá vỡ chuỗi carbonhydrate
để chuyển tinh bột thành chuỗi đường ngắn và thậm chí phân tử đường
glucose.
-Lên men: Hỗn hợp nghiền nhừ sau thuỷ phân được chuyển vào bồn lên men
nơi men được bổ sung để chuyển hoá glucose thành ethanol.
-Chưng cất: Nước súp tạo ra trong quá trình lên men là dung dịch ethanol
hoà tan (10-12%). Dịch được bơm qua nhiều tháp trong khoang chưng cất để
tách ethanol khỏi chất lỏng và nước. Sau khi chưng cất, ethanol có độ tinh
khiết 96%.
- Chất rắn được bơm ra khỏi đáy thùng và được chế biến thành sản phẩm phụ
giàu protein cho sản xuất thức ăn chăn nuôi DDGs.
-Tách nước: Lượng nước rất nhỏ trong ethanol vừa chưng cất được tách ra
bằng vi lưới lọc để cho ethanol tinh khiết
3 . SẢN XUẤT ETHANOL TỪ CỦ CẢI ĐƯỜNG
- Cũng giống như mía đường, củ cải đường có thể dùng để sản xuất ethanol từ
nước mật được lên men của nó qua quá trình lên men và quá trình chưng cất
có thể sản sinh ra cả đường và ethanol.
∗ Sản xuất bia rượu bằng phương pháp lên men
I . Định nghĩa
Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí, trong đó vi sinh vật chủ yếu là
nấm men chuyển hoá đường thành rượu etylic.
II . Quy trình
a/ Phương trình tổng quát
C
6
H
12
O

6
à 2 C
2
H
5
OH + 2 CO
2
b/ Phương trình cụ thể
(C
6
H
10
O
5
)n à C
12
H
22
O
11
C
12
H
22
O
11
à C
6
H
12

O
6
3
C
6
H
12
O
6
à 2 C
2
H
5
OH + 2 CO
2
III. Ứng dụng
- Rượu lên men với nồng độ thấp (chỉ khoảng 8-12% rượu) sẽ được chưng
cất để cho ra rượu đế với nồng độ cao hơn
- Lên men cổ điển là ngành sản xuất lên men qua đó ta thu được những sản
phẩm có phân tử lượng nhỏ hơn nguyên liệu ban đầu, điều lưu ý là phương
pháp lên men cổ điển có thể thay thế bằng phương pháp hoá học. Ví dụ như
quá trình sản xuất rượu (là một phản ứng dị hóa).
* Ứng dụng nấm men làm nở bột bánh mì
I. NGUYÊN LIỆU VÀ TÁC DỤNG CỦA CÁC THÀNH PHẦN LÀM BÁNH
MÌ :
 BỘT MÌ.
 THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG:
 PROTIT.
 Globulin.
 Protalamin.

 Albumin.
 Glutelin.
=> Các pro này se tao thành khung gluten ( ruột bánh mì ).
 GLUXIT.
 LIPIT.
 CÁC THÀNH PHẦN KHÁC:
 NƯỚC: TIÊU CHUẨN CỨNG CỦA BÁNH.
 MUỐI: TẠO VỊ ( NGĂN LÊN MEN KHI HÀM LƯỢNG NHIỀU ).
 ĐƯỜNG: CẦN CHO QUÁ TRÌNH LÊN MEN ( LEN MEN BỊ ỨC CHẾ KHI
HÀM LƯỢNG NHIỀU )
 CÁC NGUYÊN LIỆU TẠO VỊ KHÁC NHƯ: TRỨNG GÀ, MẬT ONG,
CHẤT THƠM.
II. QUI TRÌNH SẢN XUẤT BÁNH MÌ:
 QUY TRÌNH 1:
NGUYÊN LIỆU => NHÀO BỘT => LÊN MEN => ĐỊNH HÌNH => NUỚNG
BÁNH => Ổ BÁNH MÌ.
 QUY TRÌNH 2:
NGUYÊN LIỆU => NHÀO BỘT => ĐỊNH HÌNH => LÊN MEN => NƯỚNG
BÁNH => Ổ BÁNH MÌ.
4
III. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NẤM MEN TRONG SẢN XUẤT BANH MÌ :
1. Tên gọi:
Saccharomyces là một chi nấm men được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm
như làm bánh mì, sản xuất cồn. Saccharomyces có nghĩa là nấm đường và là loại vi sinh vật
duy nhất đuợc sản xuất với quy mô rất lớn trên thế giới.
2. Phân loại:
Giống (chi) Saccharomyces có khoảng 40 loài (van der Walt, 1970) và các loài trong
giống này được biết nhiều do chúng được ứng dụng trong làm nổi bánh, bia, rượu,… chúng
hiện diện nhiều trong sản phẩm có đường, đất, trái cây chín, phấn hoa,…
Trong đó: loại được con người sử dụng

phổ biến nhất là Saccharomyces cerevisiae, nó
được dùng để sản xuất rượu vang, bánh mì và
bia từ hàng nghìn năm trước.
Nấm men Saccharomyces cerevisiae có
hình cầu hay hình trứng, có kích thước nhỏ, từ
5-14 mircomet.Saccharomyces là loại nấm men
thuộc nhóm cơ thể đơn bào.
• Nguyên liệu chính dùng để sản xuất men là mật rỉ đường, ngoài ra một số hóa chất
khác sẽ được cung cấp trong quá trình nuôi cấy men để bổ sung các chất dinh dưỡng
mà mật rỉ không đủ.
• Quá trình nuôi dưỡng men Saccharomyces là quá trình hiếu khí vì vậy người ta phải
thổi vào bồn lên men một lượng khí rất lớn.Trong quá trình nuôi cấy nấm men người
ta phải kiểm soát lượng mật rỉ nạp vào bồn lên men theo lượng cồn có trong môi
trường lên men.
• Nếu lượng mật nạp vào nhiều quá nấm men sẽ không sinh sản mà sẽ thực hiện quá
trình lên men tạo ra cồn khiến nồng độ cồn tăng cao và năng suất men sẽ giảm,
nhưng nếu lượng mật nạp vào quá ít nấm men sẽ thiếu chất dinh dưỡng cho sinh
trưởng.
=> Lên men là kỵ khí, nuôi nấm men là hiếu khí.
3. Đặc điểm nấm men dùng trong sản xuất:
Không thể đơn thuần dựa vào hình thái kích thước, hay khả năng lên men của nấm
men để xác định nấm men tốt hay xấu, cần có sự phối hợp giữa các thông số này. Kết quả
phân tích nấm men bánh mì hiện được sản xuất ở Liên Xô và một số nước khác, người ta đã
đưa ra các tiêu chuẩn nấm men Saccharomyces cerevisiae được chọn để sản xuất men bánh
mì như sau:
- Tế bào lớn, có dạng hình cầu hay hình trứng, đường kính ít nhất 7×11 µm.
5
- Hoạt tính maltase:biểu thị thời gian để 1g nấm men ép phóng thích ra 10ml CO
2
khi

lên men 20 ml dung dịch đường maltose 5%≤70 phút.
- Hoạt lực làm dậy bột: biểu thị thời gian 5g nấm men ép làm nở khối bột 280g đến
chiều cao 1,5cm theo khuôn có kích th ước xác định, không quá 45 phút.
- 100% bền vững với rỉ đường : chỉ tiêu này được đưa ra sau nhiều năm nghiên cứu,
cho thấy nấm men càng nhạy cảm với nồng độ rỉ đường thì khả năng sinh sản qua các thế hệ
càng nhanh. Chủng nấm men được đánh giá là bền vững 100% đối với rỉ đường, nếu chúng
tồn tại 6-7 thế hệ mà không bị chết trong môi trường có nồng độ rỉ đường cao.
- Khả năng sinh sản nhanh và ít bị thay đổi trong quá trình bảo quản.
- Có khả năng lên men được đường saccharose , glucose và maltose.
- Có enzime zimaza và maltaza cao.
- Khả năng tích lũy sinh khối nấm men là 0,2/h, trong điều kiện nuôi nấm men có sục
khí, môi trường có nồng độ chất khô là 8% ở 30ºc trong 6h.Thường lên men tốt nhất ở nồng
độ đường 30% với PH = 5.
IV. QUI TRÌNH LÀM BÁNH MÌ :
1. Nhào bột : Khâu này rất quan trọng nếu muốn bánh thật bông và mềm. Bột nhào chưa
đủ hoặc nhào kĩ quá đều giảm khả năng nở của bột.
2. Lên men bột nhào:
Muốn có bánh mỳ ngon, xốp, ruột nở thì phải làm nở bột nhào. Bột nhào được
làm nở bằng các phương pháp khác nhau: vật lý, hóa học và hóa sinh học.
Phương pháp sinh hóa học : được coi là phương pháp chủ yếu để làm nở bột
nhào.
• Đó là sự lên men rượu. Trong quá trình hoạt hóa các nấm men đã chuyển đường
và tinh bột trong bột mỳ qua nhiều giai đoạn biến đổi trung gian và cuối cùng tạo
thành khí cacbonic. Chính khí cacbonic này làm nở bột nhào. Một phần nhỏ khí
cacbonic được tạo thành do sự lên men lactic.
3.Định hình : nắn bột tuỳ theo nhu cầu.
4.Nướng bánh :
Các quá trình vi sinh, hóa sinh và keo xảy ra trong bột nhào khi nướng:
 Trong những phút đầu tiên của quá trình nướng, hoạt động của nấm men và vi khuẩn
lên men acid được tăng cường, còn sau đó thì giảm dần và đình chỉ hẳn.

6
 Quá trình lên men rượu đạt cực đại khi bột nhào được làm nóng đến 35
0
C, khi nhiệt
độ tăng lên đến 45
0
C thì sự tạo thành bọt khí giảm xuống rõ rệt, còn khi nhiệt độ đạt
đến 50
0
C thì thực tế các quá trình vi sinh đều ngừng hẳn.
 Sự lên men lactic cũng được đẩy mạnh trong thời gian đầu và sau đó giảm xuống, lúc
đầu hoạt động của vi sinh vật bị ức chế, còn sau khi nhiệt độ đạt 70
0
C thì chúng bị
tiêu diệt. Do hoạt động của vi sinh vật mà trong những phút đầu tiên của quá trình
nướng bánh, hàm lượng rượu, CO
2
và acid tăng lên đôi chút, làm cho thể tích của
bánh tăng lên, mùi vị bánh được cải thiện.Trong thời gian nướng, quá trình thủy phân
tinh bột bằng men (fecmen) và acid (không đáng kể) xảy ra trong cục bột nhào.
 Cường độ màu của vỏ bánh phụ thuộc vào hàm lượng các acid amin và các đường
khử trong bột nhào, nhiệt độ buồng nướng, độ xốp thưa dày của bánh trong sàn
nướng, thời gian nướng.
 Các quá trình keo xảy ra chủ yếu trong khối bột nhào khi nướng là sự hồ hóa tinh bột
và sự đông tụ protit. Sự thay đổi này diễn ra khi mỗi lớp cục bột nhào nóng đến nhiệt
độ 55- 60
0
C. Thời gian nướng bánh tinh bột chỉ được hồ hóa một phần.Quá trình biến
tính của protit do tác dụng của nhiệt xảy ra ở nhiệt độ 50- 70
0

C. Khi bị đông tụ, protit
nhả nước và chặt lại, mất tính đàn hồi. Protit bị biến tính tạo thành bộ khung cho
bánh mỳ, cố định hình dáng của bánh.
 Bánh nướng ra lò phải đạt yêu cầu: Màu sắc phải có màu vàng nhạt. Hình dáng bên
ngoài: Bánh sau khi đã ra khỏi lò nướng thì có kích thước đồng đều, bề mặt bánh
phẳng, nhẵn và bóng. Lớp vỏ bên ngoài có độ giòn, cứng và dày hơn. Phần ruột hơi
đặc và có mùi thơm nhẹ, dễ chịu.
* Ứng dụng nấm men sản xuất sinh khối.
- Nấm men có nhiều ưu điểm trong việc sản xuất sinh khối:
 Sinh trưởng, phát triển nhanh ( 30 – 60 phút / thế hệ ).
 Lên men nhanh, tận dụng được các phế liệu rẻ tiền,giá trị dinh dưỡng
cao ( chứa tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sống, giàu
vitamin đặc biệt là nhóm B.
 Trong công nghệ sinh học người ta sử dụng nấm men để sản xuất
protein đơn bào.
I. PROTEIN ĐƠN BÀO:
- Là những protein được sản xuất từ vi sinh vật.Trên cơ sở AND tái tổ hợp các
protein nguyên thể ( thế hệ thứ nhất ) hoặc protein đã được sửa đổi hay mới ( thế hệ thứ hai )
đã được sản xuất ra.
7
- Do có tốc độ sinh sản nhanh nên vi sinh vật có thể sản xuất protein với số lượng lớn
trong một thời gian ngắn, sản phẩm được tinh sạch không có nguy cơ nhiễm virus như các
trường hợp được tách chiết từ người.
II. ƯU ĐIỂM SẢN XUẤT PROTEIN ĐƠN BÀO TRÊN QUI MÔ LỚN
 Sử dụng môi trường đơn giản, rẻ tiền.
 Các chu kỳ lên men ngắn ngày.
 Có thể kiểm soát được quá trình sinh lý của VSV trong quá trình lên men.
 Có thể kế họach hóa việc thu hoạch pro một cách hợp lí.
 Hiệu suất pro có thể tăng lên nhiều lần bằng cách cải thiện các chủng truyền thống và
phát triển quá trình lên men cùng với việc sử dụng công nghệ AND tái tổ hợp.

 Các kĩ thuật AND tái tổ hợp cũng mở ra cơ hội cho việc sản xuất sinh khối enzim của
các VSV có điều kiện sống khắc nghiệt ( t0 ) nay có thể sinh trưởng thuận lợi trong
môi trường (ưa nhiệt trung bình 20 – 400 C ) và có thể sản xuất enzim với các đặc
điểm chịu nhiệt cao.
Enzim VSV có thể thay thế enzim động - thực vật:
 Một số enzim công nghiệp được tách chiết từ Bò vẫn có thể tiềm ẩn nguy cơ bệnh
não dạng xốp.
 Vd: Renin được thu từ dạ dày của bê con mới sinh sẽ được sử dụng làm phomát. Tuy
nhiên, nó vẫn chưa đảm bảo có gây hại đến sức khỏe con người hay không. Trong khi
đó, renin tái tổ hợp của bê con hiện nay có thể được sản xuất từ VSV hoàn toàn an
toàn.
III. MỘT SỐ THÀNH TỰU TẠO SINH KHỐI PROTEIN ĐƠN BÀO
 Enzim protease của Mucor ( nấm mốc ) trong nhiều trường hợp đã thay thế renin từ
dạ dày của bê.
 Protease của Aspergillus ( nấm mốc ) và Bacillus đã thay thế cho các enzim dùng
trong thuộc da.
 Rất nhiều loại amylase VSV được phát triển để thay thế hoặc bổ sung cho các
amylaes trong thực vật để tạo malat của lúa mạch hoặc lúa mì.
 Saccharomyces vá Aspergillus tái tổ hợp enzim glycosyl hóa ở ĐV có vú. Ở đây, vật
chủ sẽ glycosyl hóa enzim để cung cấp hoạt tính đầy đủ cho dù các đường glycosyl
hóa ở đây có khác so với ĐV có vú.
8