Một số đặc điểm của lên men

Đặc điểm của lên men

 

Đối với các quá trình lên men thông dụng (lên men trong môi trường lỏng), ta thấy có một số đặc điểm sau:

  • Về thực chất, biến đổi của cơ chất do tác động của các enzym do vi sinh vật tạo ra. Thế mà vi sinh vật thường không tạo ra một enzym mà nhiều enzym khác nhau. Do đó sản phẩm của quá trình lên men gồm nhiều thành phần, bên cạnh thành phần chính, còn có một số thành phần phụ. Điều này làm cho mỗi một sản phẩm lên men sẽ có những nét đặc trưng khác nhau, thí dụ hương vị đặc trưng của từng loại bia.
  • Nếu trong dịch lên men có tồn tại nhiều pha, thí dụ như lỏng-khí, thì vi sinh vật thường hoạt động ở bề mặt giao tiếp giữa các pha. Như vậy việc làm gia tăng diện tích tiếp xúc giữa các pha là một yêu cầu quan trọng. Thường thì pha lỏng là một dung dịch nước.
  • Nồng độ của cơ chất và sản phẩm trong thiết bị lên men thường không cao. Một trong các lý do quan trọng là nồng độ cao của các chất này có thể ức chế quá trình lên men (thí dụ hàm lượng đường cao hay rượu cao đều ảnh hưởng xấu đến lên men rượu). Một lý do khác là nồng độ tối ưu của cơ chất và sản phẩm cho sự hoạt động của vi sinh vật thường trong một khoảng tương đối hẹp.
  • Vi sinh vật có thể điều chỉnh (trong một phạm vi nhất định) các tiến trình bên trong cơ thể mình để đáp ứng với môi trường bên ngoài. Như vậy cho ta thấy một mặt, quá trình lên men có tính khá linh hoạt có thể đáp ứng với một số biến động của môi trường lên men, nhưng mặt khác, môi trường lên men có thể có những tác động đáng kể đến sản phẩm thu được. Nho trên cùng một thửa ruộng, thu hoạch trong hai năm khác nhau sẽ có chất lượng vang khác nhau, ngay cả khi các điều kiện khác về lên men đều được giữ giống hệt nhau.
  • Các chủng vi sinh vật dùng trong công nghiệp lên men thường khá nhạy cảm với môi trường (pH, nhiệt độ, lượng oxy, ...). Do đó, việc duy trì môi trường và điều kiện lên men tối ưu là công việc rất quan trọng. Hiện nay việc duy trì này thường được thực hiện một cách tự động bởi các hệ thống đo lường và điều khiển tiên tiến.
  • Sự thoái hóa của chủng vi sinh vật : sau khi hoạt động một thời gian, tính chất của vi sinh vật bị thay đổi theo chiều hướng xấu đi, năng suất và chất lượng của sản phẩm bị giảm đi. Nếu sử dụng các phương pháp lên men liên tục thì thời gian hoạt động liên tục cũng bị hạn chế, không thể dài như nhiều ngành công nghiệp khác.

Ưu điểm của lên men

 

So với các chuyển hóa được thực hiện bằng phương pháp hóa học, ta thấy lên men có một số điểm vượt trội sau:

  • Điều kiện phản ứng ôn hòa hơn : nhiệt độ, áp suất và pH của môi trường lên men thường trong khoảng giá trị của môi trường tự nhiên, do đó ôn hòa hơn khá nhiều so với các phản ứng hóa học. Nhờ vậy, chi phí năng lượng để sản xuất chỉ ở mức thấp.
  • Số giai đoạn để chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm trong lên men thường ít hơn so với sản xuất hóa học. Phần lớn các biến đổi chính thường chỉ xẩy ra tại thiết bị lên men.
  • Nguyên liệu trong lên men thường có nguồn gốc tự nhiên, chủ yếu là các sản phẩm từ sản xuất nông nghiệp, như ngũ cốc, thậm chí là phế phẩm như mật rỉ. Do đó thường có sẵn và có khả năng tái tạo được.
  • So với phương pháp hóa học, chât thải của lên men ít độc hại hơn, kỹ thuật xử lý các chất thải này cũng dễ dàng hơn. Do đó ảnh hưởng đến môi trường ít hơn nhiều so với công nghiệp hóa học
  • Từ các đặc điểm trên, chi phí để sản xuất thường không cao, giá thành của sản phẩm thấp.
  • Đổi với thực phẩm, các sản phẩm lên men thường có giá trị dinh dưỡng cao hơn so với nguyên liệu ban đầu: nhiều chất bổ dưỡng hơn, nhiều vitamin hơn, dễ tiêu hóa hơn, ít độc tố và chất kháng dinh dưỡng hơn.

Hạn chế của lên men

 

Tuy nhiên, lên men cũng có một số điểm hạn chế sau:

  • Do các tiến trình trong vi sinh vật khá nhạy cảm với điều kiện môi trường nên để sản xuất một sản phẩm có các tính chất ổn định, ta cần khống chế điều kiện và môi trường lên men một cách rất chặt chẽ. Đây là một điều khó khăn do phải theo dõi và điều khiển khá nhiều thông số cùng một lúc.
  • Việc giữ cho môi trường lên men không bị tạp nhiễm là việc tương đối khó khăn vì vi sinh vật tồn tại ở mọi nơi.
  • Trong lên men ở quy mô lớn, việc duy trì sự đồng nhất trong toàn bộ thùng lên men là một việc phức tạp, khó thực hiện.




Trang web này được cập nhật lần cuối ngày 01/01/2019