Lên men axit lactic là nền tảng của các ngành như thực phẩm lên men, probiotic, đồ uống chức năng và dược phẩm. Tuy nhiên, việc kiểm soát nồng độ axit hữu cơ theo thời gian là thách thức lớn, vì chỉ một sai lệch nhỏ trong quá trình chuyển hóa glucose cũng có thể làm ảnh hưởng chất lượng sản phẩm, độ chua, hương vị và hoạt tính vi sinh. Điều này đòi hỏi một phương pháp phân tích vừa nhanh, chính xác, vừa phân biệt được nhiều axit hữu cơ trong cùng một mẫu phức tạp. Và quá trình lên men Axit Lactic bằng HPLC Chromaster chính là giải pháp tối ưu để đáp ứng các yêu cầu đó.
TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC GIÁM SÁT QUÁ TRÌNH LÊN MEN
Quá trình lên men lactic diễn ra khi vi khuẩn axit lactic phân giải đường trong điều kiện yếm khí để tạo axit lactic – thành phần chính trong sữa chua, đồ uống lên men, dưa chua và nhiều sản phẩm lên men khác. Nghiên cứu sử dụng hệ Chromaster (bơm 5110, autosampler 5210, lò cột 5310, detector 5410 UV) để theo dõi sự thay đổi nồng độ axit lactic, axit citric, malic và succinic suốt quá trình lên men. Kết quả cho thấy chỉ axit lactic tăng mạnh, trong khi các axit hữu cơ khác gần như không thay đổi trong môi trường nuôi cấy ban đầu.
Điều này rất quan trọng đối với sản xuất thực phẩm lên men, vì sự tích tụ bất thường của axit citric, succinic hoặc acetic có thể báo hiệu lỗi quá trình, nhiễm tạp hoặc thay đổi hành vi chuyển hóa của vi khuẩn. Nhờ HPLC, nhà sản xuất có thể kiểm soát chất lượng theo thời gian thực và tối ưu hóa quy trình lên men.
>>> Xem thêm: Hệ Thống Sắc Ký Lỏng Hiệu Năng Cao Mới Chromaster PLUS
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PHƯƠNG PHÁP HPLC
Phương pháp HPLC trong giám sát lên men axit lactic dựa trên tách pha đảo với cột C18-AQ chuyên dụng cho mẫu phân cực, cho phép vận hành ổn định trong 100% pha động nước, từ đó tách hiệu quả các axit hữu cơ như lactic, citric, malic và succinic.
Pha động acid loãng và muối vô cơ giúp ổn định thời gian lưu, tạo pic sắc nét và hạn chế tailing, trong khi detector UV ở 210 nm đảm bảo độ nhạy cao đối với các axit hấp thụ yếu.
Nhờ nguyên lý này, phương pháp mang lại nhiều ưu điểm vượt trội: tách tốt các axit có cấu trúc gần nhau, độ tuyến tính cao (R² ≥ 1.000), độ lặp lại ổn định, xử lý được mẫu lên men phức tạp và theo dõi chính xác sự tăng trưởng axit lactic theo thời gian. Đây là giải pháp lý tưởng cho QC thực phẩm lên men, probiotic và vi sinh công nghiệp.
ỨNG DỤNG THỰC TẾ CỦA HỆ THỐNG HPLC CHROMASTER
Trong nghiên cứu, vi khuẩn Lactobacillus casei được nuôi cấy trong môi trường glucose 50 g/L. Mẫu được thu tại các thời điểm 0, 12, 24, 36 và 48 giờ. Phổ HPLC cho thấy:
- Axit lactic tăng đều ngay từ giai đoạn đầu.
- Nồng độ đạt ≈18 g/L tại 36 giờ rồi gần như dừng tăng – cho thấy thời điểm tối ưu của lên men.
- Axit citric, malic, succinic gần như không xuất hiện biến động, chứng minh lên men diễn ra “sạch” và đúng đặc trưng cho L. Casei.
Dữ liệu này giúp nhà máy xác định thời điểm thu hoạch, giảm chi phí năng lượng và tăng chất lượng sản phẩm.
NHỮNG TIÊU CHÍ KHI LỰA CHỌN CHROMASTER PLUS
Khi chọn HPLC cho phòng QC, R&D hoặc nhà máy lên men, cần xem xét:
Độ ổn định & độ lặp lại
- Quá trình lên men cần theo dõi trong nhiều giờ – thiết bị phải có độ lặp lại tốt để dữ liệu nhất quán.
Detector UV nhạy cao
- Axit hữu cơ hấp thụ yếu tại 210 nm → cần detector nhiễu thấp như Chromaster 5410 UV.
Khả năng chạy dung môi nước 100%
- Cực kỳ quan trọng với axit hữu cơ. Cột C18-AQ trong Chromaster cho phép vận hành ổn định.
Dễ vận hành & bảo trì
- Lên men thường chạy mẫu liên tục; hệ thống cần autosampler ổn định, bơm bền và bảo trì đơn giản.
Chi phí đầu tư hợp lý
- Chromaster là lựa chọn cân bằng giữa hiệu năng và chi phí, phù hợp các phòng QC mới hoặc nhà máy vừa và nhỏ.
KẾT LUẬN
Hệ thống HPLC Chromaster là công cụ mạnh mẽ để giám sát quá trình lên men axit lactic, giúp theo dõi động học chuyển hóa của vi khuẩn, đánh giá chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa quy trình lên men. Dựa trên dữ liệu trong Technical Note AS/LC-027, Chromaster chứng minh khả năng tách tốt, tuyến tính cao, độ lặp lại ổn định, phù hợp cho cả phòng QC thực phẩm lẫn các phòng nghiên cứu vi sinh – sinh học phân tử.
CÂU HỎI THƯỜNG GẶP
Vì HPLC cho phép định lượng chính xác và lặp lại các chất sinh ra trong quá trình lên men như axit lactic, axit hữu cơ, đường dư, ngay cả khi chúng tồn tại đồng thời trong nền mẫu phức tạp. Nhờ đó, HPLC giúp theo dõi động học quá trình lên men, kiểm soát chất lượng và tối ưu điều kiện sản xuất một cách đáng tin cậy hơn so với các phương pháp đo tổng hoặc gián tiếp.
Chromaster Plus hỗ trợ nhiều đầu dò: UV 5410 Advanced Spec (thông dụng nhất cho API), UV-Vis 5420 (mở rộng đến 900 nm), DAD 5430 (quét phổ toàn dải, phân tích đa thành phần), FL 5440 (độ nhạy cực cao cho vitamin, độc tố), RI 5450 (cho chất không hấp thụ UV) và MS 5610 (xác định chất vết).
Cột C18-AQ được thiết kế để hoạt động ổn định với pha động giàu nước, giúp giữ và tách tốt các hợp chất phân cực. Vì vậy, cột này rất phù hợp để theo dõi axit lactic và các acid hữu cơ trong quá trình lên men, nơi C18 thường dễ mất độ giữ và kém ổn định.
Chromaster Plus được nâng cấp dựa trên dòng Chromaster với detector UV 5410 Advanced Spec, có hệ quang học tối ưu giúp giảm nhiễu xuống chỉ ≤4 μAU, mang lại độ nhạy cao hơn. Đồng thời, lò cột 5310 Advanced Spec đạt độ chính xác nhiệt ±0,5 °C và độ lệch chuẩn chỉ 0,05 °C, đảm bảo phân tích ổn định và lặp lại.
Chromaster Plus lý tưởng cho phòng thí nghiệm QC/QA dược phẩm, nơi cần dữ liệu ổn định và tuân thủ GMP/GLP. Các trung tâm kiểm nghiệm cũng phù hợp nhờ khả năng phân tích đa dạng và độ nhạy cao. Ngoài ra, nhóm R&D dược liệu và trường đại học có thể tận dụng để nghiên cứu công thức, phân tích hoạt chất và đào tạo. Với thiết kế bền bỉ và chi phí vận hành hợp lý, đây là lựa chọn chiến lược cho mọi đơn vị cần một hệ HPLC tin cậy và linh hoạt.
2H INSTRUMENT CUNG CẤP HỆ THỐNG SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO CHROMASTER UY TÍN – HÀNG ĐẦU
Với kinh nghiệm triển khai thiết bị phân tích cho nhiều phòng thí nghiệm trong các lĩnh vực dược phẩm, thực phẩm, hóa học và môi trường, 2H Instrument cam kết mang đến giải pháp Chromaster chính hãng, cấu hình tối ưu theo mục tiêu phân tích và hỗ trợ kỹ thuật đồng hành lâu dài
Liên hệ 2H Instrument ngay hôm nay để được tư vấn cấu hình Chromaster phù hợp, nhận báo giá chi tiết và hỗ trợ kỹ thuật chuyên sâu từ đội ngũ chuyên gia.
Tài liệu tham khảo:
Technical Note AS/LC-027 Application for Lactic Acid Fermentation Monitoring
