Tìm hiểu về acid Propionic và quá trình lên men Propionic trong thực phẩm

Acid Propionic có công dụng bảo quản thực phẩm khỏi nấm mốc. Trong thực phẩm, lên men propionic là quá trình chuyển hóa acid lactic và muối lactate thành acid propionic dưới tác dụng của vi sinh vật.

Định nghĩa Acid Propionic là gì?

Acid propionic là một acid cacboxylic có nguồn gốc tự nhiên với công thức hóa học (CH₃CH₂COOH). Ở trạng thái tinh khiết và trong điều kiện thông thường, thì chúng là một chất lỏng không màu. Chúng có tính ăn mòn và mùi hăng.

Tính chất vật lý của Propionic

Propionic mang các tính chất vật lý trung gian giữa các tính chất của các acid cacboxylic nhỏ hơn như acid fomic và acid axetic, cùng với các acid béo lớn hơn. Chúng có thể hòa tan trong nước nhưng lại dễ dàng bị loại ra khỏi nước bằng cách cho thêm muối.

Tương tự như các acid axetic và acid fomic, dạng khí của acid propionic vi phạm nghiêm trọng định luật khí lý tưởng. Vì chúng không chứa các phân tử acid propionic riêng rẽ mà có các cặp liên kết hydro giữa các phân tử. Ở trạng thái lỏng, chúng cũng có sự bắt cặp này.

Nhiệt độ nóng chảy: (-21°C);

Nhiệt độ sôi: (141°C).

Tính chất hóa học của Propionic

Về mặt hóa học, chúng thể hiện các tính chất chung của acid cacboxylic. Giống như phần lớn các acid cacboxylic khác, chúng cũng tạo ra các hợp chất như amit, este, anhiđrit và clorua.

Chúng cũng có thể tham gia phản ứng halogen hóa pha alpha với brom khi có mặt (PBr₃) làm chất xúc tác (phản ứng HVZ) để tạo ra (CH₃CHBrCOOH).

Quá trình lên men Propionic

Lên men propionic là thực chất quá trình chuyển hóa acid lactic và muối lactat thành acid propionic dưới tác dụng của vi sinh vật. Ngoài acid propionic, sản phẩm của quá trình chuyển hóa này còn có acid acetic, CO₂ và H₂O.

Cơ chế phản ứng như sau:

Phân hủy đường: 3C₆H₁₂O₆ = 4CH₃CH₂COOH + 2CH₃COOH + 2CO₂ + 2H₂O

Phân hủy acid lactic: 3CH₃CHOHCOOH = 2CH₃CH₂COOH + CH₃COOH + CO₂ + H₂O

Theo quá trình này, tỷ lệ giữa hai loại acid propionic và acid acetic là 2:1 (thực tế thưởng thu được 1,5 : 1)

Tác nhân vi sinh vật chủ yếu là các vi khuẩn propionic. Trong đó loài hoạt động nhiều nhất là Bacterium acidipropionic. Vi khuẩn này tương tự với vi khuẩn lactic, chúng thường sống chung với vi khuẩn lactic và phổ biến trong sữa. Vi khuẩn này lên men dễ dàng lactic và một số đường hexose, PH thích hợp để lên men là 7, nhiệt độ thích hợp là 14 – 35°C. Vi khuẩn này lên men dễ dàng thành acid lactic, muối lactate, đường thành acid propionic. Trong quá trình sống chung cần bổ sung thêm nitơ hữu cơ phức tạp dưới dạng protein.

Ứng dụng của lên men Propionic trong thực phẩm

Lên men propionic đóng vai trò quan trọng trong quá trình ủ chín một số loại phomat propionic được tạo thành vừa là chất bảo quản, vừa là cấu tử tham gia tạo hương cho sản phẩm. Khí CO₂ tạo ra trong quá trình lên men là nguyên nhân tạo nên cấu trúc lỗ hổng trong khối phomat thành phẩm. Ngoài ra lên men propionic còn được ứng dụng phổ biến trong công nghiệp sản xuất vitamin B12.

Linh Như