Đang tải... (xem toàn văn)
Sản xuất axit lacticI.Giới thiệu1.Lịch sử phát hiện 2,3Axit lactic là axit tồn tại rộng rãi trong tự nhiên, được tìm thấy ở người, động vật, thực vật và vi sinh vật.Năm 1780, nhà hóa học người Thụy Điển Sheele lần đầu tiên tách được axit lactic từ sữa bò lên men chua.Năm 1857, Louis Pasteur (18221895) chứng minh quá trình lên men lactic là gây nên bởi vi sinh vật.Năm 1878, Joseph Lister đã phân lập thành công vi khuẩn lactic đặt tên là Bacterium lactic, nay gọi là streptococcus lactic.2.Giới thiệu về axit lactic 4Axit lactic hay axit sữa có tên IUPAC là 2Hydroxypropanoic acid là một hợp chất hóa học đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh.Axit lactic là một axít carboxylicvới công thức hóa học CH3CH(OH)COOH. Axit lactic tồn tại dạng tinh thể, không màu, mùi nhẹ, tan trong nước và cồn. Khối lượng phân tử của axit lactic là 98,08. Nhiệt độ sôi là 1220C. Nhiệt độ nóng chảy 16,80C.Tồn tại hai dạng đồng phân L(+) và dạng D() hay dạng raxemic.Tính chất hóa lý của hai đồng phân nàykhông khác nhau nhưng khả năng làm quay mặt phẳng phân cực của chúng thì khác nhau, do đó tính chất sinh học của chúng là hoàn toàn khác nhau. Ở tế bào người và động vật thì chỉ tồn tại dạng axit lactic L(+).3.Ứng dụng của axit lactic 2 Axit lactic là một loại axit hữu cơ có nhiều ứng dụng nhất.Axit lactic được dùng trong bảo quản và chế biến thực phẩm như làm sữa chua, muối chua rau củ, làm nem chua.Do vị chua dễ chịu và đặc tính bảo quản, một lượng lớn axit lactic được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm. Nó được sử dụng như một chất gia vị đối với các loại đồ uống nhẹ, tinh dầu, dịch quả, mứt, xiro cũng như ngành đóng hộp hoa quả và cá.Axit lactic được dùng để axit hóa rượu vang hoa quả nghèo axit, axit hóa dịch đường quá trong công nghiệp rượu mạnh và để sản xuất bột chua trong ngành bánh mì.Axit lactic được dùng trong công nghiệp thuộc da, công nghiệp dệt và công nghiệp đồ nhựa như sản xuất chỉ khâu tự hủy hoặc làm tiền chất để tạo ra polyme sinh học có thể tự phân hủy.Axit lactic có thể trở thành một hoá chất để sản xuất este lactate, propylene glycol, propylen oxit, axit acrylic, 2,3pentanedione, acidacetaldehyde propanoic, và dilactide.Trong phẫu thuật chỉnh hình người ta thường sử dụng loại vật liệu có tên là Purasorb. Purasorb là một hợp chất cao phân tử được sản xuất từ acid lactic. Nó giúp gắn các phần xương lại với nhau khi xương định hình Purasorb sẽ tự tiêu hủy. 5
LOGO Sản Xuất Axit Lactic GVHD: PHẠM THỊ HƯƠNG SVTH: 1. PHAN THỊ NHUNG 2. ĐỖ NGUYỄN KHÁNH PHƯƠNG 3. NGUYỄN THỊ TÂM 4. NGUYỄN BÁ LỘC 5. PHẠM MINH LÂN 6. BÙI ĐÌNH LINH Sản Xuất Axit Lactic Giới thiệu 1 Phương pháp sản xuất 2 Phương hướng phát triển 3 Lịch sử phát hiện Axit lactic tồn tại rộng rãi trong tự nhiên, được tìm thấy ở người, động vật, thực vật và vi sinh vật. Năm 1780, nhà hóa học người Thụy Điển Sheele lần đầu tiên tách được axit lactic từ sữa bò lên men chua. Năm 1857, Louis Pasteur (1822-1895) chứng minh quá trình lên men lactic là gây nên bởi vi sinh vật. Năm 1878, Joseph Lister đã phân lập thành công vi khuẩn lactic đặt tên là Bacterium lactic. Giới thiệu về axit lactic Axít lactic hay axít sữa có tên IUPAC là 2-Hydroxypropanoic acid là một hợp chất hóa học đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh hóa. Axit lactic là một axít carboxylic với công thức hóa học CH 3 CH(OH)COOH Axit lactic tồn tại dạng tinh thể, không màu, mùi nhẹ, tan trong nước và cồn. Do chứa một nguyên tử cacbon không đối xứng nên trong tự nhiên axit lactic tồn tại hai dạng đồng phân L(+) và dạng D(-) hay dạng raxemic. Ứng dụng của axit lactic Công nghiệp rượu Thực phẩm Công nghiệp Bảo quản Axit Lactic Trong y học Sản xuất axit lactic Sản xuất axit lactic Vi khuẩn lên men lactic Vi khuẩn lactic • Thuộc về họ Lactobacteriaceae. • Là vi khuẩn Gram dương, phần lớn không có khả năng chuyển động, không sinh bào tử • Có cơ thể đơn bào, kích thước nhỏ • Có dạng hình cầu, hình que ngắn hay bầu dục. ĐẶC ĐiỂM SINH LÝ SINH HÓA • Khả năng sinh axit khác nhau,khả năng chịu axit cũng khác nhau • Nhiệt độ sinh trưởng tối thích ưa ấm(25-35 0 C),ưa nhiệt (40-55 0 C) • Hầu hết là vi khuẩn kị khí không bắt buộc Streptococcus Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic Nguồn cacbon Nguồn nitơ Muối Vitamin Oxi • Có thể là monosaccarit, disaccarit, oligosaccarit, hay tinh bột. • Cung cấp năng lượng, xây dựng cấu trúc tế bào và sinh ra axit lactic và các sản phẩm khác. • Phần lớn đòi hỏi nguồn nito sẵn có như các axit amin. • Rất ít loài có thể tổng hợp các chất hữu cơ từ nguồn nito vô cơ. • Tổng hợp protein, axit nucleic • Các muối chỉ cần rất ít nhưng ảnh hưởng rất lớn. • Cần hàng loạt các vitamin như riboflavin, biotin, tiamin, axitfolic • Axit béo cũng ảnh hưởng quá trình sinh trưởng. • Hầu hết vi khuẩn lactic là sinh vật kỵ khí không bắt buộc. Trong thực tế, khi nồng độ oxygen thấp thì vi khuẩn phát triển tốt nhất. Nhóm 8 Lactobacillus delbrueckii • Là loài điển hình của chi Lactobacillus • Bao gồm ba phân loài : delbrueckii , bulgaricus , và lactis • Trong môi trường dịch thể chúng có khả năng tạo ra khoảng 70% acid lactic từ đường. • Chúng là Gram dương, không thể tự di chuyển, không hình thành bào tử, lên men đồng hình bắt buộc và sản xuất L (+)-lactic acid. • Nhiệt độ tối ưu cho chúng phát triển là 40-44 0 C, tối thiểu là 18 0 C và tối đa là 55 0 C • pH: 6.2±0.2 • Nhiệt độ bảo quản: 4 o C. • Có thể sử dụng cơ chất tinh bột. Cơ chế hoạt động của vsv-vi khuẩn lên men lactic [...]... khuẩn phổ biến + Nhược điểm: o Tuy nhiên sử dụng cơ chất là rỉ đường thì quy trình sản xuất sẽ kéo dài tốn nhiều công đoạn, hóa chất để xử lý o Lượng sản phẩm tạo ra không tinh khiết bằng công nghệ lên men hiện đại Hướng phát triển Vấn đề vi sinh vật là rất quan trọng Cần tìm và tạo ra các chủng vi sinh vật sản xuất axit lactic có thể sử dụng các cơ chất thô ban đầu như cellulose, tinh bột mà không... cần thủy phân trước hay các chủng có thể vẫn sinh trưởng và phát triển khi nồng độ axit lactic trong môi trường lên men đạt nồng độ cao Vấn đề về công nghệ và máy móc cũng là một vấn đề cần cải thiện để nâng cao chất lượng sản phẩm Ví dụ như công nghệ lên men kết hợp điện phân dung dịch sẽ giúp lấy dần lượng axit lactic làm giảm nồng độ của nó trong môi trường lên men để khỏi ức chế quá trình phát... gen trong bộ gen vi khuẩn + Trong L helveticus và Lactobacillus plantarum, tăng cường sản xuất L(+) -lactic axit bởi sự bất hoạt của ldhD và tăng số lượng bản sao của ldhL + Thiết kế Escherichia coli tái tổ hợp cho việc chuyển đổi của đường hexose, cũng như đường pentose, thành L (+) - lactic acid + Sản xuất L-acid lactic bởi Thermoanaerobacterium aotearoense đột biến Môi trường – Cơ chất •Dịch đường... như axit pantotenic, nicotinic, folic, B 1,B2, đặc biệt là biotin Phi đường chứa nito của rỉ đường mía chủ yếu là các axit amin Cần bổ sung thêm : o Nguồn N là ure hoặc amoni sulfat o Nguồn P là supephosphat (khoảng đường) 1 % so với rỉ Quy trình công nghệ Phương pháp và kĩ thuật nhân giống trong quy trình Quy trình sản xuất Chuẩn bị môi trường lên men Điều khiển quá trình lên men Vi khuẩn lactic. .. trong ngày Các phương pháp chiết tách axit lactic Phương pháp thu nhận axit lactic chung:Thu nhận ở điều kiện pH>pKa Phương pháp tách pha Phương pháp trích ly Ưu nhược điểm của phương pháp lên men đồng hình +Ưu điểm: o Cơ chất mang vào quy trình là dễ kiếm, rẻ tiền, phổ biến o Phương pháp lên men đồng hình sẽ tạo được lượng acid tạo ra lớn năng suất cao đến 90% acid lactic o Sử dụng loại vi khuẩn phổ... delbrueckii • • Bột sắn: là nguyên liệu rẻ tiền chứa hàm lượng cacbohyrate cao nhưng lại ít dưỡng chất cần thiết Bùn thải từ ngành công nghiệp sản xuất giấy : Bùn chứa một tỷ lệ phần trăm cellulose cao và có thể thủy phân thành glucose trước khi được lên men với vi khuẩn lactic • Mật rỉ đường Mật rỉ đường Trong rỉ đường bao gồm 25-40% saccarose, 15-25% đường khử (glucose và fructose), và 3-5% đường... tạo môi trường thuần khiết nhất và ít tốn kém nhất trong quá trình tinh chế sản phẩm xong nguyên liệu đầu vào giá thành khá cao • 1,2 propandiol được dùng làm nguyên liệu lên men cho Lactobacillus bulgaricus vì chủng này có khả năng lên men lactose • Tinh bột ngô: gồm 9 phần tinh bột ngô, 1 phần bột đại mạch thủy phân với axit sunfuric 0.5N Dùng cho chủng Lactobacillus delbrueckii • • Bột sắn: là nguyên . nhiên axit lactic tồn tại hai dạng đồng phân L(+) và dạng D(-) hay dạng raxemic. Ứng dụng của axit lactic Công nghiệp rượu Thực phẩm Công nghiệp Bảo quản Axit Lactic Trong y học Sản xuất axit lactic Sản. LOGO Sản Xuất Axit Lactic GVHD: PHẠM THỊ HƯƠNG SVTH: 1. PHAN THỊ NHUNG 2. ĐỖ NGUYỄN KHÁNH PHƯƠNG 3. NGUYỄN THỊ TÂM 4. NGUYỄN BÁ LỘC 5. PHẠM MINH LÂN 6. BÙI ĐÌNH LINH Sản Xuất Axit Lactic Giới. khi nồng độ axit lactic trong môi trường lên men đạt nồng độ cao. Vấn đề về công nghệ và máy móc cũng là một vấn đề cần cải thiện để nâng cao chất lượng sản phẩm. Ví dụ như công nghệ lên men