C6H12O6 → CH3CH(OH)COOH

Phương trình C6H12O6 → CH3CH(OH)COOH mô tả quá trình lên men lactic của glucose, trong đó đường glucose bị chuyển hóa thành lactic acid dưới tác dụng của vi khuẩn lactic trong điều kiện yếm khí. Đây là phản ứng sinh hóa quan trọng trong công nghệ thực phẩm và vi sinh vật học, giúp sản xuất sữa chua, dưa muối và các sản phẩm lên men khác. Cùng tìm hiểu chi tiết cơ chế, điều kiện phản ứng và vai trò của vi khuẩn trong quá trình lên men lactic này.

1. Glucose lên men lactic

Trong đó:

• Glucose (C₆H₁₂O₆) là nguồn carbon chính

• Lactic acid (CH₃CH(OH)COOH) là sản phẩm chính của quá trình

2. Điều kiện phản ứng lên men lactic của glucose

Lên men lactic: C₆H₁₂O_{6 \(\xrightarrow[]{enzyme}\)} CH₃CH(OH)COOH

• Môi trường yếm khí (không có O₂)

• Nhiệt độ tối ưu khoảng 30 - 40°C

• Độ pH thích hợp: 5,5 - 6,5

• Có sự hiện diện của enzyme lactate dehydrogenase

3. Ứng dụng của phản ứng C6H12O6 → CH3CH(OH)COOH

Trong công nghiệp thực phẩm:

• Sản xuất sữa chua, dưa muối, kim chi, tương miso, nước lên men probiotic

• Bảo quản thực phẩm bằng cách giảm pH, hạn chế vi sinh vật gây hại

• Tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm lên men

Trong y học và sinh học:

• Ứng dụng vi khuẩn lactic như một probiotic hỗ trợ tiêu hóa

• Tổng hợp polylactic acid (PLA) – một loại nhựa sinh học phân hủy được

• Giúp hiểu quá trình trao đổi chất trong cơ bắp khi vận động mạnh (lên men lactic nội sinh)

4. Câu hỏi vận dụng liên quan

Câu 1. Trong quá trình sản xuất bia bằng phương pháp lên men sinh học, dưới tác dụng của enzyme sẽ xảy ra quá trình chuyển hoá:

X → maltose → Y

X , Y tương ứng là

A. tinh bột và fructose.

B. cellulose và glucose.

C. cellulose và fructose.

D. tinh bột và glucose.

Câu 2. Glucose có thể lên men tạo lactic acid có trong sữa chua qua phản ứng nào sao đây? 

A. 2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂ → (C₆H₁₁O₆)₂Cu + 2H₂O

B. C₆H₁₂O_{6 \(\xrightarrow[]{enzyme}\)} 2C₂H₅OH + 2CO₂

C. C₆H₁₂O_{6 \(\xrightarrow[]{enzyme}\)} CH₃CH(OH)COOH

D. CH₂OH-[CHOH]₄-CHO + Br₂ + H₂O \(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) CH₂OH-[CHOH] -COOH + 2HBr

Câu 3. Khi có mặt enzyme lactococcus lactis, glucose lên men thành lactic acid theo phương trình hóa học: C₆H₁₂O₆ → 2CH₃CH(OH)COOH 

Để nghiên cứu sự phụ thuộc của phản ứng lên men lactic bằng enzyme lactococcus lactis vào pH của môi trường, một nhóm học sinh nêu giả thuyết như sau: "nếu pH của môi trường càng cao thì hiệu suất phản ứng lên men lactic glucose bằng enzyme lactococcus lactis càng cao." Từ đó nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm sau:

Bước 1: Chuẩn bị 5 cốc chứa 50 mL dung dịch glucose 10%, thêm hóa chất để ổn định pH của mỗi cốc lần lươt bằng 4, 5, 6, 7, 8. Hấp ở 110^oC trong thời gian 20 phút để khử trùng môi trường rồi để nguội.

Bước 2: Thêm vào mỗi cốc một lượng bằng nhau enzyme lactococcus lactis, đây kín, để trong tủ ấm 48 giờ ở nhiệt độ 37oC.

Bước 3: Phân tích mẫu (bằng phương pháp thích hợp) để xác định hiệu suất.

Nhóm học sinh ghi lại được biểu đồ liên quan đến pH và hiệu suất phản ứng như hình bên dưới:

a) Nếu dùng enzyme khác, glucose có thể lên men tạo thành các sản phẩm khác.

b) Lactic acid và glucsose đều thuộc loại 

c) Kết quả thí nghiệm chứng minh giả thuyết của nhóm học sinh là đúng.

d) Trong các môi trường pH đã thử nghiệm, hiệu suất phản ứng đtạ cao nhất ở pH = 6.

------------------------------