1. Cơ chế của quá trình lên men vi khuẩn Lactic:

Lên men lactic đồng hình (điển hình):

Lên mem lactic đồng hình là quá trình lên men trong đó các sản phẩm axit lactic tạo ra chiếm 90% tổng số các sản phẩm lên men và một lượng nhỏ axit acetic, aceton, di-acetyl, ………….
Phương trình chung biểu diễn quá trình lên men:

C6H12O6 2 CH3CHOHCOOH + 21,8.104 J


Trong quá trình lên men lactic đồng hình, glucoza được chuyển hoá theo chu trình Embden-Mayerhoff, vi khuẩn sử dụng cho qui trình này tất cả các loai enzym aldolase, còn hydro tách ra khi dehydro hoá triozophophat dược chuyển đến pyruvat. Vì trong vi khuẩn lên men lactic đồng hình không có enzyme cacboxylase cho nên axit pynivic không phân huỷ nữa mà tiếp tục khử thành axit lactic theo sơ đồ chuyển hoá dưới đây:

Sơ đồ 1:
C6H12O6
2CH3COCOOH

2 CH3CHOHCOOH

Sơ đồ 2: Glucose
Glucose - 6 – photphat
Fructose – 6 – photphat
Fructose –1, 6 – diphotphat
Photpho dioxyaceton Photphoglyceraldehyde
Axit – 1,3 – diphotphoglyceric
Axit pyruvic
Axit lactic

Cũng có một số tác giả cho rằng lên men lactic đồng hình tiến hành theo hai giai đoạn :
Giai đoạn 1: thời kỳ sinh trưởng cấp số mũ của vi khuẩn, từ hexoza nhờ sự oxi hoá photphoglyceraldehyde kèm theo việc khử pividinnucleotide (PN) để tạo axit photphoglyceriaic.

PCH2-CHOH + H2O + PN P.CH2CHOG-COOH + PNH2

Giai đoạn 2: do chất nhận hydro là PN-H2 tăng mà thế oxy hoá khử của môi trường giảm xuống dẫn đến sự nhường hydro từ PN-H2 cho axit photphoglycerinic để khử nó thành axit lactic.

CH2OP-CHOH-COOH + H2O ( PN-H2 ) CH3CHOHCOOH + H3PO4 + PN + H2O

Tuỳ thuộc vào tính đặc hiệu quang học của enzym lactate- dehydrogenase và sự có mặt của lactataxemase mà loại axit lactic dạng nào được tạo ra D(-), L(+) hoặc DL.

1.2 Lên men lactic dị hình:

Lên men lactic dị hình là quá trình lên men trong đó ngoài sản phẩm axit lactic còn tạo ra một lượng đáng kể các sản phẩm phụ như axit acetic, etanol, axit xucxinic, CO2,………
Phương trình chung biển diễn quá trình lên men:

C6H12O6 CH3CHOHCOOH + HOOC(CH2)COOH + CH3COOH + C2H5OH + CO2 …

Trong đó, axit lactic chiếm khoảng 40%, axit xucxinic khoảng 20%, rượu êtylic và axit acetic 10% các laọi khí 20%.... đôi khi không có các khí mà thay vào đó là sự tích luỹ một lượng ít axit foocmic. Như vậy, các sản phẩm phụ khác nhau đáng kể tạo thành trong quá trình lên men lactic dị hình chứng tỏ rằng quá trình này phức tạp hơn so với lên men lactic đồng hình.
Trong vi khuẩn lên men lactic dị hình không có các enzyme cơ bản của sơ đồ Embden-marehof là aldolase triozophotphatizomerase bước đầu phân giải đường glucose ở những vi khuẩn này theo con đường pentozophotphat, tức là thông qua glucose-6photphat, 6-photphogluconat và ribulose-5-photphat chuyển thành xilulose -5-photphat, hợp chất này tiếp tục biến đổi thành photphoglyceraldehyde và acetylphotphat dưới tác dụng của enzyme pentozophotpho xelolase. Những vi khuẩn dị hình thành axit acetic kèm theo sự tổng hợp ATP. Acetylphophat được khử thành etanol thông qua acetyldehyt photphoglyceraldehyde thông qua axit pynivic mà tạo thành axit lactic.






Có thể tóm tắt như sau:
C6H12O6


Ribuloza -5 –photphat

Xilulosse – 5 – photphat

Photphoglycerraldehyt Acety photphat


CH3COCOOOH CH3CHO
-2H
+NADH(+H+) + CO2 +2H+ +2H2O

CH3CHOHCOOOH HOOCCH2COCOOH CH3CH2OH CH3COOOH
+ H+ Etanol Axit acetic
HOOC(CH2)2COOH
Axit xucxinic


+ Axit lactic được tạo thành từ axit pynivic do sự tiếp nhận trực tiếp hydrogen từ dehydrase theo phương trình :

CH3COCOOH + dehydrase-H2 CH3CHOHCOOH + dehydrase

+ Axit xucxinic tạo thành từ axit pynivic do tác dụng với CO2 và tiếp theo là sự tiếp nhận hydrogen từ dehydrase theo phương trình sau:

CH3COCOOH + CO2 COOH-CH2-CO-COOH
COOHCH2COCOOH+2 Dehydrase -H2 COOH(CH2 )2 COOH + H2O + 2Dehydrase

+ Etanol và axit acetic tạo thành nhờ men aldehydrase từ acetaldehyde theo phương trình

2 CH3CHO + H2O