Tiểu luận môn vi sinh thực phẩm lên men rau quả
- 34 trang
- file .doc
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC_THỰC PHẨM
cc cc
TIỂU LUẬN VI SINH THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI :
LÊN MEN RAU QUẢ
GVHD:Ths. ĐÀO HỒNG HÀ
Lớp: ĐHTP8BLT
Nhóm : 7
1. CAO THỊ MỸ DUNG...............................10343301
2. TẠ THỊ MINH HIỆP.................................10343291
3. ĐỖ THỊ GIANG........................................10350161
4. NGUYỄN THỊ NHẬT HẠ........................10347471
5. NGUYỄN THỊ THẢO HIỀN....................10351641
6. NGUYỄN THỊ NGỌC HÂN.....................10327021
7. NGUYỄN THỊ NGỌC MAI......................10327061
8. LÊ THỊ THANH NGA..............................10340671
9. HOÀNG THỊ SÁU....................................10328841
10. HỒ THANH SƠN.....................................10337331
11. NGUYỄN HỒNG ÂN...............................10376211
Tp.HCM, Ngày 7 Tháng 5 Năm 2014
1
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
LỜI CẢM ƠN
Trước hết nhóm em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới BGH trường Đại
Học Công Nghiệp cùng toàn thể các thầy cô trong viện Công Nghệ Sinh Học – Thực
Phẩm đã tạo điều kiện cho em được học tập và nghiên cứu trong một môi trường học
tập khoa học, giúp cho em có những kiến thức vững vàng trước khi bước vào làm
việc. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của cô Ths. Đào Hồng
Hà – cô là người trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho nhóm em trong suốt quá trình
nhóm tiến hành làm báo cáo tiểu luận này.
Mặc dù được sự giúp đỡ tận tình của cô và các bạn song do thời gian có hạn và
vốn kiến thức về lý thuyết và thực tế của chúng em có hạn chế nên bài báo cáo không
tránh khỏi những thiếu sót rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng
để bài báo cáo được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Tp.HCM, ngày 7 tháng 05 năm 2011
Nhóm thực hiện
2
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
LỜI MỞ ĐẦU
Đất nước ta từ xưa đến nay vốn là nước có nền nông nghiệp phát triển với đủ mọi
ngành nghề như trồng các loại cây lương thực: lúa, ngô, khoai….và cây công nghiệp:
cao su, cà phê, tiêu, điều….. Bên cạnh đó, trồng hoa màu cũng rất phát triển đặc biệt
là trồng rau.
Sản lượng trồng rau tương đối nhiều: như bắp cải, cải bẹ, cà chua, dưa leo, … cho nên
ngoài việc buôn bán cũng còn lại khá nhiều một phần được sử dụng trong các bữa ăn
của người nông dân, một phần được ngâm với nước muối, sau một thời gian ngâm sản
phẩm có hương thơm và mùi đặc trưng chúng mang lại cảm giác ngon miệng khi ăn.
Từ đó sản phẩm rau củ lên men đã ra đời.
Cho tới nay thì các nhà khoa học cũng đã có nhiều nghiên cứu cho sản phẩm này tuy
nhiên trong sản xuất thủ công trên quy mô nhỏ, quay mô gia đình thì đại đa số người
dân làm theo phương pháp thủ công gia truyền mà hầu như không biết nhiều về quá
trình xảy ra trong khi lên men và chưa hiểu hết về bản chất của quá trình lên men, để
hiểu hết về sản phẩm lên men này chúng ta phải đi sâu vào tìm thiểu quy trình công
nghệ. Đó chính là lí do nhóm chúng em quyết dịnh chọn đề tài này.
3
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
MỤC LỤC
Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÊN MEN RAU QUẢ...............................4
1.1 Giới thiệu về chung về rau quả lên men.............................................................4
1.2 Khái quát tình hình sản xuất và tiêu thụ rau quả muối chua trên thế giới và ở
Việt Nam.....................................................................................................................6
1.3 Một số sản phẩm muối chua................................................................................7
Chương 2: HỆ VI SINH VẬT TRONG LÊN MEN RAU QUẢ VÀ CÁC YẾU TỐ
ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN.....................................................8
2.1 Quá trình phát triển của vi sinh vật vào sản phẩm.........................................8
2.2 Các vi sinh vật trong lên men rau quả..............................................................9
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men của rau quả muối chua.......12
Chương 3 CÁC SẢN PHẨM LÊN MEN TỪ RAU QUẢ...................................17
3.1 Bắp cải và kim chi............................................................................................17
3.2 Oliu....................................................................................................................27
3.3 Dưa chuột..........................................................................................................29
4
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Chương 1:
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÊN MEN RAU QUẢ
1.1 Giới thiệu về chung về rau quả lên men.
Rau quả là những thức ăn thiết yếu của con người. Rau quả cung cấp cho chúng ta
một lượng lớn các thành phần: protein, vitamin, muối khoáng, axit hữu cơ, chất thơm
và chất xơ... Đời sống ngày càng cao thì nhu cầu về rau quả càng phong phú và đa
dạng, đủ về số lượng, tốt về chất lượng và an toàn đối với con người.
Rau quả lên men (muối chua) là những sản phẩm chế biến từ rau quả, bằng cách
làm cho đường có sẵn trong nguyên liệu hoặc đường bổ sung thêm vào chuyển hóa
thành axit lactic do quá trình lên men lactic bởi các vi khuẩn lactic.
Axit lactic và các sản phẩm khác của quá trình lên men lactic tạo cho sản phẩm rau
quả muối chua hương vị đặc trưng. Ngoài ra axit lactic có khả năng ức chế hoạt động
của nhiều loại vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm, do đó rau quả muối chua có thể bảo
quản được lâu ngày. Vì vậy có thể nói rau quả muối chua là nhu cầu không thể thiếu
được của người dân Việt Nam.
Các sản phẩm rau quả muối chua như rau cải bẹ, cà muối, su hào muối, bắp, cải
muối, dưa chuột muối chua... là những sản phẩm truyền thống được nhân dân ta sử
dụng từ rất lâu đời, nó phù hợp với khẩu vị và món ăn của người Việt Nam. Những
nguyên liệu dùng để muối chua như cải bẹ, cà pháo, cà bát, su hào, bắp cải, dưa
chuột... đều là những nguyên liệu có thể trồng quanh năm, năng suất cao, dễ trồng và
thời gian trồng ngắn.
Hiện nay ở nước ta các sản phẩm rau quả muối chua chủ yếu được sản xuất ở mức
độ thủ công, lên men tự nhiên và mới bắt đầu sản xuất công nghiệp ở qui mô nhỏ, do
đó năng suất thấp, chất lượng không đồng đều, có độ rủi ro cao, thời gian sử dụng
ngắn.
5
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
1.2 Khái quát tình hình sản xuất và tiêu thụ rau quả muối chua trên thế giới
và ở Việt Nam
Lên men lactic được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày cũng như trong
nông nghiệp, trong công nghiệp, đặc biệt trong công nghiệp thực phẩm.
Từ rất lâu con người đã sử dụng những sản phẩm của quá trình lên men lactic như
sữa chua, phomat, hải sản muối và các sản phẩm rau quả muối chua.
Khác với các sản phẩm khác, sản phẩm rau quả muối chua chủ yếu được sản xuất ở
qui mô gia đình trong điều kiện thủ công. Hiện nay một số nước đã đưa việc sản xuất
các sản phẩm trên ở qui mô công nghiệp, đi đầu là Nhật Bản, Hàn Quốc, Philipine và
Thái Lan. Còn ở châu Âu, công nghệ lên men lactic được ứng dụng với những nguyên
liệu rau quả như bắp cải, dưa chuột, ôliu, cà rốt, cà chua, tảo biển...
Ở Việt Nam, dưa muối có thể được coi là sản phẩm truyền thống của dân tộc. Từ
giữa thế kỷ 18 đến giữa thế kỷ 19, nhân dân ta đã tiếp thu kinh nghiệm của người Hoa
làm ra dưa muối từ các loại rau, củ, quả.
Có hai loại dưa : dưa muối xổi thường dùng các loại rau cải non, các loại củ, quả
cắt nhỏ, ngâm trong dấm, có thể ăn ngay sau khi muối một thời gian ngắn; còn loại
thứ hai là dưa muối để lâu dùng các loại cải bẹ, cà, hành, dưa chuột, xơ mít...
Cách muối truyền thống thường rất đơn giản, rau củ rửa sạch, để ráo nước cho
nguyên liệu hơi héo rồi xếp vào vại, thêm muối, đường, gia vị, giữ được trong thời
gian tương đối dài từ vài ngày đến vài tuần, một số loại như cà muối mặn có thể để
được hàng tháng.
Các sản phẩm rau, củ, quả muối được sản xuất quanh năm. Mùa đông, mùa xuân có
cải bẹ muối, hành muối, bắp cải muối, còn mùa hè, mùa thu có cà muối, dưa chuột
muối...Các sản phẩm trên được tiêu thụ với số lượng lớn tuy nhiên chủ yếu được sản
xuất ở qui mô gia đình. Một số sản phẩm như dưa chuột muối, cà muối, hành muối đã
bắt đầu được sản xuất ở một số nhà máy, ở qui mô bán công nghiệp nhưng số lượng
không đáng kể.
6
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
1.3 Một số sản phẩm muối chua.
7
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Chương 2:
HỆ VI SINH VẬT TRONG LÊN MEN RAU QUẢ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH
HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN
2.1 Quá trình phát triển của vi sinh vật vào sản phẩm
Giai đoạn 1:
Muối ăn (NaCl) có nồng độ 2,5 – 3% khi muối dưa sẽ làm cho môi trường ưu
trương, đường và các chất từ tế bào rau quả một phần sẽ bị khuếch tán ra môi trường,
do đó vi khuẩn lactic cùng các vi sinh vật khác cùng phát triển.
Giai đoạn 2:
Do vi khuẩn lactic phát triển mạnh, nên pH môi trường giảm xuống 3 – 3,5, làm ức
chế các vi khuẩn khác, chỉ còn vi khuẩn lactic phát triển, chúng chiếm ưu thế tuyệt
đối, rau quả trở nên chua, ngon. Đây là giai đoạn quyết định, nếu không tạo được ưu
thế của vi khuẩn lactic, thì các vi khuẩn khác sẽ phát triển làm rau, dưa bị hư hỏng.
Giai đoạn 3:
Khi rau quả đã chua, pH giảm xuống đến 3, thì ngay cả vi khuẩn lactic cũng bị ức
chế, nếu cứ để tự nhiên như vậy thì các nấm men dại, nấm mốc sẽ bắt đầu phát triển
phân giải axit lactic thành CO2 và H2O, pH tăng lên, sản phẩm bắt đầu có váng (váng
dưa, váng cá) và môi trường giảm chua, có mùi mốc, có nhiều bọt khí (nấm men dại
thường có là Geotrichumcandidum).
2.2 Các vi sinh vật trong lên men rau quả
2.2.1 Lên men lactic
Muối chua rau quả chủ yếu xảy ra do quá trình lên men lactic tạo thành.
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành axit lactic nhờ vi sinh vật, điển
hình là vi khuẩn lactic.
Phương trình tóm tắt của quá trình lên men lactic:
C6H12O6 -> 2C3H6O3+136 Kj (32,4 Kcal).
8
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Nhóm vi khuẩn lactic:
Vi khuẩn lên men lactic thuộc họ Lactobacterium. Đây là những trực khuẩn, cầu
khuẩn không tạo bào tử và hầu hết không di động, hô hấp tuỳ tiện. Chúng có khả năng
lên men nhiều loại đường đơn và đường đôi nhưng không có khả năng lên men các
loại glucid phức tạp và tinh bột.
Vi khuẩn lactic được chia thành hai nhóm:
- Nhóm vi khuẩn lên men đồng hình.
Chúng lên men đường cho sản phẩm chủ yếu là acid lactic (khoảng 90-98%) bao
gồm một số giống:
Streptococcus lactis
Streptococcus thermophilis
Lactobacillus plantarum
Lactobacillus acidophilus
Lactobacillus bulgaricus
Bacterium cucumeris fermentati
Bacterium brassiceae fermentati
Giống Streptococcus: là loại giống không nha bào dạng liên cầu khuẩn. Đại diện
đồng hình của chúng là Streptococcus lactic, có khả năng lên men nhiều loại đường
như: glucose, lactose, maltose và hình thành được khoảng 5% acid lactic, nhiệt độ
thích hợp cho việc phát triển của nó là 300C.
Streptococcus lactis Streptococcus thermophilus
Giống Lactobacillus: là giống được sử dụng rộng rãi. Chúng có dạng hình que
thẳng hay hơi cong.
9
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Lactobacillus bulgaricus Lactobacillus acidophilus
Nhiệt độ phát triển thích hợp
Loại ưa nóng: 40 -600C như Lactobacillus bulgaricus
Loại ưa ấm: 28 -350C như Lactobacillus plantarum
- Nhóm vi khuẩn lên men dị hình
Gây lên men phức tạp hơn. Chúng tạo nên trong môi trường ngoài acid lactic còn
nhiều sản phẩm phụ khác như acid aceitc, rượu etylic, CO 2, H2, một số chất thơm như
diacetyl, ester… bao gồm:
Leuconostoc mesenteroides
Lactobacillus pentoacetum
Lactobacillus brevis
Bacterium – coli arrogenes
Betabacterium breve
Giống Leuconostoc: có dạng hình cầu, nhưng trong môi trường acid tế bào dài ra
và nhọn hai đầu. Trong đó loài Leuconostoc mesenteroides cùng một số vi khuẩn đồng
hình khác như Lactobacillus plantarum tham gia vào việc chế biến rau muối chua.
Leuconostoc mesenteroides
10
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Lactobacillus pentoacetum: là loài trực khuẩn không sinh bào tử.
Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển là 30-350C khi lên men glucose
Bacterium – coli arrogenes: là giống đại diện chủ yếu của lên men lactic dị hình.
Có dạng hình que, không hình thành bào tử, nhiệt độ thích hợp phát triển là 35-38 0C.
Sản phẩm của sự lên men của vi khuẩn này là acid lactic, rượu etylic, acid acetic, CO 2,
H2 và indol.
2.2.2 Vi khuẩn butyric
Là loại vi khuẩn yếm khí, nó xâm nhập vào sản phẩm chế biến đường, acid lactic
thành các acid bay hơi, acid butyric,H2, CO2. Acid butyric làm cho sản phẩm có mùi ôi
thối khó chịu. Vi khuẩn này tạo bào tử có khả năng chịu nhiệt cao.
2.2.3 Vi khuẩn gây thối: đa số thuộc nhóm vi khuẩn sinh bào tử
Vi khuẩn gây thối chia làm hai loại:
Loại hiếu khí: Bacillus mensentericus, Bacillus subtilis
Loại yếm khí: Bacillus putrificans, Bacillus botulinum
Các vi khuẩn gây thối hoạt động sinh ra H 2S, indol, NH3 làm rau dưa bị thối. Các
vi khuẩn này đều có khả năng sinh bào tử, chịu nhiệt cao, có hại cho sản phẩm trong
quá trình bảo quản.
2.2.4 Nấm men
Có cấu tạo đơn bào và thường sinh sản bằng cách nảy chồi.
Nấm men phân bố rộng rãi trong khắp tự nhiên.
Giống thường gặp là Saccharomyces, có tế bào hình cầu, elip, hình ống.
Giống được sử dụng rộng rãi là Saccharomyces cerevisiae có ý nghĩa quan trọng
trong lên men rượu và lên men lactic.
11
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Saccharomyces cerevisiae
2.2.5 Nấm mốc
Phân bố rộng rãi trong tự nhiên. Có cấu trúc hình sợi phân nhánh, phát triển rất
nhanh, tạo thành màng sợi chằng chịt gọi là hệ sợi nấm.
Nấm mốc là nhóm tạo khuẩn ty ở dạng bột màu xanh, vàng, trắng, đen. Là những
loại vi sinh vật hiếu khí. Nhiều loại nấm mốc có lợi được sử dụng trong công nghệ sản
xuất các chế phẩm enzim tổng hợp acid hữu cơ…Nhưng bên cạnh đó một số loại gây
tác hại như làm mốc sản phẩm, thực phẩm có thể gây bệnh cho người. Trong và sau
quá trình lên men lactic thường gặp các loại mốc: Aspergillus, Penicillium,
Aspergillus cidium lactic.
2.3 Các dạng hư hỏng ở sản phẩm muối chua
Sự hư hỏng của sản phẩm rau muối chua chủ yếu xảy ra ở giai đoạn lên men, từ đó
có thể làm giảm chất lượng của sản phẩm hay có thể gây hư hỏng hoàn toàn sản phẩm
gây tổn thất lớn về kinh tế. Do đó, nếu biết được nguyên nhân và có biện pháp ngăn
chặn được các hiện tượng hư hỏng thì sẽ mang lại lợi ích kinh tế rất lớn.
Sản phẩm rau muối chua thường bị những hư hỏng sau:
Hiện tượng sản phẩm bị sẫm màu
Do dưa không ngập nước, phần dưa tiếp xúc với không khí sẽ bị thâm do bị oxy
hóa.
Do vi sinh vật gây ra hiện tượng nước dưa bị thâm đen do Bacillus nigrificans sinh
ra các sắc tố hòa tan trong nước dưa.
Do lớp dưa trên cùng bị thối khi nước dưa không đủ ngập, khi đó vi sinh vật lactic
bị ức chế, các vi sinh khác phát triển gây thối dưa, trong trường hợp muối phân bố
12
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
không đều thì có những chổ có nồng độ muối cao vi khuẩn lactic bị ức chế và các vi
sinh vật khác cũng phát triển gây thối dưa.
Ngoài hiện tượng thâm đen ra dưa còn có thể bị biến đổi thành màu khác. Khi có sự
hoạt động của nấm men Torula dưa sẽ có màu hồng. Các vi sinh vật gây ra hiện tượng
đổi màu dưa chủ yếu là các vi sinh vật hiếu khí.
Hiện tượng đóng váng trên bề mặt nước dưa
Các lớp váng này do nấm mốc và nấm men tạo màng gây ra: Mycoderma,
Aspergillus, Torula, Odium lactic, Penicillium, Debaromyces, Pychya…trong số này
có các nấm men chịu được nồng độ muối cao, chịu được môi trường acid. Chúng phân
hủy acid lactic làm độ acid giảm tạo điều kiện thích hợp cho vi sinh vật gây thối, gây
hư hỏng sản phẩm phát triển.
Hiện tượng sản phẩm bị nhớt
Do các vi khuẩn có vỏ nang phát triển, một số chủng vi khuẩn sinh nhầy của vi
khuẩn lactic. Hiện tượng này xảy ra khi nồng độ muối và acid quá thấp nhiệt độ lên
men cao tạo điều kiện cho các vi khuẩn này phát triển.
Hiện tượng sản phẩm bị mềm nhũn
Do các enzim phân giải pectin chuyển hóa proropectin thành pectin hòa tan. Các
enzim phân giải pectin là pectinoesterase hoặc pectipolygalacturonase do các vi sinh
vật sinh ra trong điều kiện nồng độ muối quá thấp. Nồng độ muối để ức chế các vi
sinh vật này là 8%.
Hiện tượng sản phẩm có hương vị lạ khó chịu
Do hoạt động của các vi sinh vật gây hại chủ yếu là nấm mốc, nấm men như:
Mycoderma, Debaromyces, Hansenula, Pychya và một số vi sinh vật khác làm giảm
độ acid của sản phẩm, gây ảnh hưởng xấu đến mùi vị sản phẩm làm sản phẩm có
hương vị lạ. Dưa bị thối do các vi sinh vật lạ phát triển. Hiện tượng này xảy ra khi chế
độ lên men thực hiện không tốt, chế độ vệ sinh trong quá trình chế biến bị vi phạm
nghiêm trọng.
Để ngăn chặn các hiện tượng hư hỏng trên cần phải có chế độ lên men hợp lí đảm
bảo nồng độ muối sử dụng, nhiệt độ lên men, điều kiện yếm khí…
13
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men của rau quả muối chua
2.2.1 Muối
Muối có vai trò rất quan trọng, không những nồng độ muối ảnh hưởng đến sự lên
men tốt hay xấu mà còn ảnh hưởng đến vị của sản phẩm.
Muối có tác dụng hạn chế sự hoạt động của các vi khuẩn gây thối, tăng cường hoạt
động của vi khuẩn lactic làm cho nước cùng với đường trong tế bào rau thoát ra ngoài
đi vào môi trường cung cấp nguồn dinh dưỡng cho vi khuẩn lactic phát triển. Thường
các vi khuẩn gây thối không chịu được áp suất thẩm thấu cao.
Khi dung dịch muối có nồng độ cao làm ngưng sự phát triển của các loại vi sinh vật
kể cả vi khuẩn lactic. Nhưng vi khuẩn lactic có khả năng chịu được tác dụng của muối
cao hơn các vi sinh vật khác. Vì vậy khi muối chua rau quả, phải tạo điều kiện thuận
lợi cho sự phát triển của vi khuẩn lactic và ức chế hoạt động của các vi sinh vật không
có lợi cho quá trình muối chua.
Thường tỷ lệ muối thích hợp thay đổi theo loại nguyên liệu rau và nhiệt độ môi
trường. Có loại cần sử dụng nồng độ muối cao. Nồng độ muối thích hợp khoảng 3
-5%.
2.2.2 Đường
Đường có khả năng thúc đẩy quá trình lên men và giúp cho sản phẩm có vị ngọt.
Nếu sử dụng nguyên liệu có lượng đường thấp thì acid sinh ra ít. Do đó sản phẩm có
chất lượng kém và khó bảo quản. Nếu chế biến từ những nguyên liệu có lượng đường
thấp thì phải bổ sung thêm những nguyên liệu phụ có chứa nhiều đường như củ hành,
cà rốt...
Thường muốn cho quá trình lên men tốt, nên chọn nguyên liệu có hàm lượng
đường lớn hơn 2%.
2.2.3 Vi sinh vật
Mức độ thuần khiết của vi khuẩn lactic có ảnh hưởng chất lượng rau quả muối
chua. Lượng vi khuẩn lactic càng nhiều và mức độ thuần khiết càng cao thì tốc độ của
quá trình lên men càng nhanh và sản phẩm có chất lượng càng tốt.
14
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Ngược lại, lượng vi khuẩn lactic càng ít và mức độ thuần khiết càng thấp, các vi
khuẩn gây hại càng có điều kiện phát triển làm hư hỏng sản phẩm.
2.2.4 Acid
Nồng độ acid của môi trường ảnh hưởng đến sự hoạt động của vi khuẩn gây chua
sẽ kém hoạt động và sự chuyển hoá của nó sẽ chậm lại. Đồng thời các vi sinh vật có
khả năng hoạt động ở môi trường acid cao sẽ phát triển, ngăn cản tác dụng của vi
khuẩn gây chua. Do đó cần tạo môi trường có độ acid thích hợp cho các vi khuẩn
lactic hoạt động.
Bảng :pH thích hợp cho các loại vi sinh vật
Loại vi sinh vật pH
Nấm mốc 1.2- 2.5
Nấn men 2.5 - 3.0
Vi khuẩn gây chua 3.0 - 4.5
Vi khuẩn gây thối 4.5 - 5.0
Vi khuẩn đường ruột 5.0 - 5.5
2.2.5 Nhiệt độ
Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng lớn đến thời gian lên men và lượng acid tạo thành.
Mỗi loại vi sinh vật có một khoảng nhiệt độ thích hợp để hoạt động, ở nhiệt độ cao
quá hoặc thấp quá nó sẽ bị ức chế.
Nhiệt độ khoảng 0 -100Csẽ ức chế hoạt động của Bacterium coli, vi khuẩn butyric
và một số nấm mốc. Ở nhiệt độ này sự lên men lactic không bị đình chỉ nhưng tiến
hành rất chậm.
Nhiệt độ 10 - 200C, sự lên men lactic xảy ra rất chậm, nhiệt độ này cũng ức chế
được sự hoạt động của các vi sinh vật lạ nhưng một số nấm mốc có thể phát triển
được.
15
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Nhiệt độ 20 - 300C, tốc độ lên men tuy chậm nhưng dưa có hương vị thơm ngon và
để được lâu hơn.
Nhiệt độ 30 - 370C, tuy tốc độ lên men nhanh, nhưng ở nhiệt độ này những vi
khuẩn có hại cũng phát triển song song nên dưa mau hư. Ở nhiệt độ lớn hơn 40 0C các
vi khuẩn gây chua sẽ bị ức chế.
Nhiệt độ để muối dưa thích hợp là 20 - 300C cũng là nhiệt độ bình thường của thời
tiết nước ta đạt được thích hợp cho sản xuất.
2.2.6 Oxy
Sự lên men lactic cần được tiến hành trong điều kiện yếm khí và các vi khuẩn lactic
hoạt động tốt trong điều kiện môi trường không có oxi không khí. Trong khi đó, các vi
sinh vật cũng như vi khuẩn acetic, các loại nấm mốc lại hoạt động trong điều kiện
hiếu khí và khi không có oxi thì nó không phát triển được.
Do đó, trong quá trình muối chua dưa, phải hạn chế sự có mặt của không khí bằng
cách đậy kỹ và nén chặt khối dưa trong nước muối
16
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Chương 3
CÁC SẢN PHẨM LÊN MEN TỪ RAU QUẢ
3.1 Bắp cải và kim chi
3.1.1 Bắp cải
Hầu hết các sản phẩm trồng trọt có thể được bảo quản bằng cách lên men acid
lactic. Ở phương Tây sản phẩm thương mại quan trọng nhất là cải bắp, dưa leo và
ôliu, mặc dù số lượng nhỏ hơn nhiều so với các khác loại như cà rốt, súp lơ, cần tây,
đậu bắp, hành tây, ớt ngọt và ớt cay và cà chua xanh cũng được lên men.
Giống như lên men truyền thống, quá trình sản xuất thương mại với công nghệ đơn
giản (hình dưới), nhưng liên quan đến một số chất hóa học phức tạp và vi sinh vật.
Thông thường, cải bắp để sản xuất dưa bắp cải thương mại là giống đặc biệt được
trồng. Những giống bắp cải này có hàm lượng chất rắn cao hơn bình thường và vì vậy
sẽ giảm thiểu chất thải lỏng trong khi chế biến. Các lá ngoài được loại bỏ và cắt thành
sợi dày khoảng 1 mm. Các bắp cải cắt nhỏ là sau đó ướp muối và cho vào thùng để
lên men. Nồng độ muối rất quan trọng để tạo được sản phẩm đạt yêu cầu, nồng độ
muối phải nằm trong khoảng 2-3% w / w và phổ biến nhất là khoảng 2,25%.
Nồng độ muối quá ít (< 2%) sản phẩm sẽ bị mềm và không đạt yêu cầu, quá nhiều
muối (>3%) thì vi sinh vật sẽ bị ức chế dẫn đến tác dụng không hiệu quả.
17
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
18
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Mục đích của việc sử dụng muối:
Có tác dụng lấy nước ra khỏi vật liệu nhờ vào sự thay đổi áp suất thẩm thấu
và sau đó quá trình lên men sẽ diễn ra.
Nó sẽ giúp ngăn chặn một số các vi sinh vật tự nhiên có sẵn trong bắp cải
chẳng hạn như Pseudomonads là vi sinh vật gây hư hỏng và hỗ trợ để cho các vi
khuẩn sinh axit lactic hoạt động tốt.
Nó giúp duy trì cấu trúc trong cải bắp bằng cách tách nước và ức chế các
enzym nội sinh làm mềm sản phẩm.
Cuối cùng, muối đóng góp vào việc tạo hương vị cho sản phẩm.
Theo truyền thống, thùng lên men được làm bằng gỗ nhưng ngày nay các thùng bê
tông được sử dụng là chủ yếu với một lớp màng polymer tổng hợp để bảo vệ khỏi sự
ăn mòn của muối axit. Các thùng lên men được bọc lớp nhựa tổng hợp rồi cho đầy bắp
cải vào sau đó được đổ đầy nước muối để đuổi hết không khí còn sót lại trong khối
rau.
Mặc dù các giống men thương mại đã được sử dụng để muối chua bắp cải từ rất
lâu, nhưng chúng ít được sử dụng trong lên men thực phẩm khác.
Các thông số điển hình của một quá trình lên men dưa cải bắp được thể hiện trong
hình 9.10 và cho thấy sự chọn lọc mạnh mẽ quá trình này.
19
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Vào lúc bắt đầu, vi khuẩn sinh acid lactic (LAB), chỉ chiếm khoảng 1% tổng số vi
sinh vật, nhưng rất nhiều vi khuẩn lactic không phát triển và hai ngày sau đó LAB
chiếm hơn 90% của tổng số vi sinh vật. Trong suốt thời gian này, chúng sản sinh ra
acid đủ để làm giảm độ pH xuống dưới 4 góp phần ức chế vi khuẩn cạnh tranh. Quá
trình này cơ bản là ức chế các vi sinh vật khác và góp phần vào sự hình thành hương
vị đặc trưng của dưa cải bắp.
Lên men được khởi xướng bởi Leuconostoc mesenteroides đó là một trong số ít
LAB chịu axit và muối nhưng phát triển nhanh nhất trong những giai đoạn đầu. Là
một loại vi khuẩn lên men đồng hình nó sản sinh khí CO2 và giúp hình thành điều kiện
kỵ khí trong sản phẩm và ngăn chặn quá trình oxy hóa của vitamin C và mất màu sản
phẩm. Hiện nay fructose được xem là một điện tử thay thế, nó cũng sinh ra một lượng
đáng kể axit axetic từ acetyl-CoA là một đóng góp lớn cho hương vị dưa cải bắp.
Giảm fructose dẫn đến sự tích tụ của mannitol. Khi pH giảm, Leuconostoc bị ức chế
và thay thế, đầu tiên bởi trực khuẩn lên men lacto dị hình, và sau đó là nhiều trực
khuẩn lên mem lacto đồng hình như Lactobacillus plantarum. Acid tiếp tục sinh ra
dưới dạng acid lactic mặc dù độ pH ổn định trong khoảng 3.8. Giai đoạn cuối của quá
trình lên có thể kéo dài 4-8 tuần và độ axit tổng của sản phẩm là 1,7-2,3%, thể hiện
dưới acid lactic, với một tỷ lệ acid dễ bay hơi và acid không bay hơi khoảng 1 - 4.
Sự hư hỏng của dưa cải bắp chủ yếu là do nấm men và nấm mốc phát triển,là
nguyên nhân gây mất mùi, mất tính axit, tạo độ nhầy, làm mềm sản phẩm, hoặc đổi
màu hồng do sự tăng trưởng của nấm men Rhodotorula.
Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men, Leuconostoc mesenteroides lên men
đường sucrose nhưng trong môi trường có fructose thì ưu tiên sẽ sử dụng fructose
trước, sau đó mới sử dụng glucose để sản xuất một chất nhờn dextran.Tuy nhiên điều
này mang tính chất tạm thời và ngay sau đó thì vi khuẩn lên mem lactic sẽ hoạt động
và ức chế các vi khuẩn khác.
3.1.2 Kim chi
Ở Hàn Quốc rau lên men được gọi là kim chi là một món ăn kèm gần như phổ biến
trong các bữa ăn. Hơn 65 các loại kim chi đã được tạo ra trên cơ sở của sự khác biệt
20
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC_THỰC PHẨM
cc cc
TIỂU LUẬN VI SINH THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI :
LÊN MEN RAU QUẢ
GVHD:Ths. ĐÀO HỒNG HÀ
Lớp: ĐHTP8BLT
Nhóm : 7
1. CAO THỊ MỸ DUNG...............................10343301
2. TẠ THỊ MINH HIỆP.................................10343291
3. ĐỖ THỊ GIANG........................................10350161
4. NGUYỄN THỊ NHẬT HẠ........................10347471
5. NGUYỄN THỊ THẢO HIỀN....................10351641
6. NGUYỄN THỊ NGỌC HÂN.....................10327021
7. NGUYỄN THỊ NGỌC MAI......................10327061
8. LÊ THỊ THANH NGA..............................10340671
9. HOÀNG THỊ SÁU....................................10328841
10. HỒ THANH SƠN.....................................10337331
11. NGUYỄN HỒNG ÂN...............................10376211
Tp.HCM, Ngày 7 Tháng 5 Năm 2014
1
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
LỜI CẢM ƠN
Trước hết nhóm em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới BGH trường Đại
Học Công Nghiệp cùng toàn thể các thầy cô trong viện Công Nghệ Sinh Học – Thực
Phẩm đã tạo điều kiện cho em được học tập và nghiên cứu trong một môi trường học
tập khoa học, giúp cho em có những kiến thức vững vàng trước khi bước vào làm
việc. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của cô Ths. Đào Hồng
Hà – cô là người trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho nhóm em trong suốt quá trình
nhóm tiến hành làm báo cáo tiểu luận này.
Mặc dù được sự giúp đỡ tận tình của cô và các bạn song do thời gian có hạn và
vốn kiến thức về lý thuyết và thực tế của chúng em có hạn chế nên bài báo cáo không
tránh khỏi những thiếu sót rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng
để bài báo cáo được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Tp.HCM, ngày 7 tháng 05 năm 2011
Nhóm thực hiện
2
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
LỜI MỞ ĐẦU
Đất nước ta từ xưa đến nay vốn là nước có nền nông nghiệp phát triển với đủ mọi
ngành nghề như trồng các loại cây lương thực: lúa, ngô, khoai….và cây công nghiệp:
cao su, cà phê, tiêu, điều….. Bên cạnh đó, trồng hoa màu cũng rất phát triển đặc biệt
là trồng rau.
Sản lượng trồng rau tương đối nhiều: như bắp cải, cải bẹ, cà chua, dưa leo, … cho nên
ngoài việc buôn bán cũng còn lại khá nhiều một phần được sử dụng trong các bữa ăn
của người nông dân, một phần được ngâm với nước muối, sau một thời gian ngâm sản
phẩm có hương thơm và mùi đặc trưng chúng mang lại cảm giác ngon miệng khi ăn.
Từ đó sản phẩm rau củ lên men đã ra đời.
Cho tới nay thì các nhà khoa học cũng đã có nhiều nghiên cứu cho sản phẩm này tuy
nhiên trong sản xuất thủ công trên quy mô nhỏ, quay mô gia đình thì đại đa số người
dân làm theo phương pháp thủ công gia truyền mà hầu như không biết nhiều về quá
trình xảy ra trong khi lên men và chưa hiểu hết về bản chất của quá trình lên men, để
hiểu hết về sản phẩm lên men này chúng ta phải đi sâu vào tìm thiểu quy trình công
nghệ. Đó chính là lí do nhóm chúng em quyết dịnh chọn đề tài này.
3
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
MỤC LỤC
Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÊN MEN RAU QUẢ...............................4
1.1 Giới thiệu về chung về rau quả lên men.............................................................4
1.2 Khái quát tình hình sản xuất và tiêu thụ rau quả muối chua trên thế giới và ở
Việt Nam.....................................................................................................................6
1.3 Một số sản phẩm muối chua................................................................................7
Chương 2: HỆ VI SINH VẬT TRONG LÊN MEN RAU QUẢ VÀ CÁC YẾU TỐ
ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN.....................................................8
2.1 Quá trình phát triển của vi sinh vật vào sản phẩm.........................................8
2.2 Các vi sinh vật trong lên men rau quả..............................................................9
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men của rau quả muối chua.......12
Chương 3 CÁC SẢN PHẨM LÊN MEN TỪ RAU QUẢ...................................17
3.1 Bắp cải và kim chi............................................................................................17
3.2 Oliu....................................................................................................................27
3.3 Dưa chuột..........................................................................................................29
4
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Chương 1:
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÊN MEN RAU QUẢ
1.1 Giới thiệu về chung về rau quả lên men.
Rau quả là những thức ăn thiết yếu của con người. Rau quả cung cấp cho chúng ta
một lượng lớn các thành phần: protein, vitamin, muối khoáng, axit hữu cơ, chất thơm
và chất xơ... Đời sống ngày càng cao thì nhu cầu về rau quả càng phong phú và đa
dạng, đủ về số lượng, tốt về chất lượng và an toàn đối với con người.
Rau quả lên men (muối chua) là những sản phẩm chế biến từ rau quả, bằng cách
làm cho đường có sẵn trong nguyên liệu hoặc đường bổ sung thêm vào chuyển hóa
thành axit lactic do quá trình lên men lactic bởi các vi khuẩn lactic.
Axit lactic và các sản phẩm khác của quá trình lên men lactic tạo cho sản phẩm rau
quả muối chua hương vị đặc trưng. Ngoài ra axit lactic có khả năng ức chế hoạt động
của nhiều loại vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm, do đó rau quả muối chua có thể bảo
quản được lâu ngày. Vì vậy có thể nói rau quả muối chua là nhu cầu không thể thiếu
được của người dân Việt Nam.
Các sản phẩm rau quả muối chua như rau cải bẹ, cà muối, su hào muối, bắp, cải
muối, dưa chuột muối chua... là những sản phẩm truyền thống được nhân dân ta sử
dụng từ rất lâu đời, nó phù hợp với khẩu vị và món ăn của người Việt Nam. Những
nguyên liệu dùng để muối chua như cải bẹ, cà pháo, cà bát, su hào, bắp cải, dưa
chuột... đều là những nguyên liệu có thể trồng quanh năm, năng suất cao, dễ trồng và
thời gian trồng ngắn.
Hiện nay ở nước ta các sản phẩm rau quả muối chua chủ yếu được sản xuất ở mức
độ thủ công, lên men tự nhiên và mới bắt đầu sản xuất công nghiệp ở qui mô nhỏ, do
đó năng suất thấp, chất lượng không đồng đều, có độ rủi ro cao, thời gian sử dụng
ngắn.
5
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
1.2 Khái quát tình hình sản xuất và tiêu thụ rau quả muối chua trên thế giới
và ở Việt Nam
Lên men lactic được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày cũng như trong
nông nghiệp, trong công nghiệp, đặc biệt trong công nghiệp thực phẩm.
Từ rất lâu con người đã sử dụng những sản phẩm của quá trình lên men lactic như
sữa chua, phomat, hải sản muối và các sản phẩm rau quả muối chua.
Khác với các sản phẩm khác, sản phẩm rau quả muối chua chủ yếu được sản xuất ở
qui mô gia đình trong điều kiện thủ công. Hiện nay một số nước đã đưa việc sản xuất
các sản phẩm trên ở qui mô công nghiệp, đi đầu là Nhật Bản, Hàn Quốc, Philipine và
Thái Lan. Còn ở châu Âu, công nghệ lên men lactic được ứng dụng với những nguyên
liệu rau quả như bắp cải, dưa chuột, ôliu, cà rốt, cà chua, tảo biển...
Ở Việt Nam, dưa muối có thể được coi là sản phẩm truyền thống của dân tộc. Từ
giữa thế kỷ 18 đến giữa thế kỷ 19, nhân dân ta đã tiếp thu kinh nghiệm của người Hoa
làm ra dưa muối từ các loại rau, củ, quả.
Có hai loại dưa : dưa muối xổi thường dùng các loại rau cải non, các loại củ, quả
cắt nhỏ, ngâm trong dấm, có thể ăn ngay sau khi muối một thời gian ngắn; còn loại
thứ hai là dưa muối để lâu dùng các loại cải bẹ, cà, hành, dưa chuột, xơ mít...
Cách muối truyền thống thường rất đơn giản, rau củ rửa sạch, để ráo nước cho
nguyên liệu hơi héo rồi xếp vào vại, thêm muối, đường, gia vị, giữ được trong thời
gian tương đối dài từ vài ngày đến vài tuần, một số loại như cà muối mặn có thể để
được hàng tháng.
Các sản phẩm rau, củ, quả muối được sản xuất quanh năm. Mùa đông, mùa xuân có
cải bẹ muối, hành muối, bắp cải muối, còn mùa hè, mùa thu có cà muối, dưa chuột
muối...Các sản phẩm trên được tiêu thụ với số lượng lớn tuy nhiên chủ yếu được sản
xuất ở qui mô gia đình. Một số sản phẩm như dưa chuột muối, cà muối, hành muối đã
bắt đầu được sản xuất ở một số nhà máy, ở qui mô bán công nghiệp nhưng số lượng
không đáng kể.
6
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
1.3 Một số sản phẩm muối chua.
7
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Chương 2:
HỆ VI SINH VẬT TRONG LÊN MEN RAU QUẢ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH
HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN
2.1 Quá trình phát triển của vi sinh vật vào sản phẩm
Giai đoạn 1:
Muối ăn (NaCl) có nồng độ 2,5 – 3% khi muối dưa sẽ làm cho môi trường ưu
trương, đường và các chất từ tế bào rau quả một phần sẽ bị khuếch tán ra môi trường,
do đó vi khuẩn lactic cùng các vi sinh vật khác cùng phát triển.
Giai đoạn 2:
Do vi khuẩn lactic phát triển mạnh, nên pH môi trường giảm xuống 3 – 3,5, làm ức
chế các vi khuẩn khác, chỉ còn vi khuẩn lactic phát triển, chúng chiếm ưu thế tuyệt
đối, rau quả trở nên chua, ngon. Đây là giai đoạn quyết định, nếu không tạo được ưu
thế của vi khuẩn lactic, thì các vi khuẩn khác sẽ phát triển làm rau, dưa bị hư hỏng.
Giai đoạn 3:
Khi rau quả đã chua, pH giảm xuống đến 3, thì ngay cả vi khuẩn lactic cũng bị ức
chế, nếu cứ để tự nhiên như vậy thì các nấm men dại, nấm mốc sẽ bắt đầu phát triển
phân giải axit lactic thành CO2 và H2O, pH tăng lên, sản phẩm bắt đầu có váng (váng
dưa, váng cá) và môi trường giảm chua, có mùi mốc, có nhiều bọt khí (nấm men dại
thường có là Geotrichumcandidum).
2.2 Các vi sinh vật trong lên men rau quả
2.2.1 Lên men lactic
Muối chua rau quả chủ yếu xảy ra do quá trình lên men lactic tạo thành.
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành axit lactic nhờ vi sinh vật, điển
hình là vi khuẩn lactic.
Phương trình tóm tắt của quá trình lên men lactic:
C6H12O6 -> 2C3H6O3+136 Kj (32,4 Kcal).
8
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Nhóm vi khuẩn lactic:
Vi khuẩn lên men lactic thuộc họ Lactobacterium. Đây là những trực khuẩn, cầu
khuẩn không tạo bào tử và hầu hết không di động, hô hấp tuỳ tiện. Chúng có khả năng
lên men nhiều loại đường đơn và đường đôi nhưng không có khả năng lên men các
loại glucid phức tạp và tinh bột.
Vi khuẩn lactic được chia thành hai nhóm:
- Nhóm vi khuẩn lên men đồng hình.
Chúng lên men đường cho sản phẩm chủ yếu là acid lactic (khoảng 90-98%) bao
gồm một số giống:
Streptococcus lactis
Streptococcus thermophilis
Lactobacillus plantarum
Lactobacillus acidophilus
Lactobacillus bulgaricus
Bacterium cucumeris fermentati
Bacterium brassiceae fermentati
Giống Streptococcus: là loại giống không nha bào dạng liên cầu khuẩn. Đại diện
đồng hình của chúng là Streptococcus lactic, có khả năng lên men nhiều loại đường
như: glucose, lactose, maltose và hình thành được khoảng 5% acid lactic, nhiệt độ
thích hợp cho việc phát triển của nó là 300C.
Streptococcus lactis Streptococcus thermophilus
Giống Lactobacillus: là giống được sử dụng rộng rãi. Chúng có dạng hình que
thẳng hay hơi cong.
9
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Lactobacillus bulgaricus Lactobacillus acidophilus
Nhiệt độ phát triển thích hợp
Loại ưa nóng: 40 -600C như Lactobacillus bulgaricus
Loại ưa ấm: 28 -350C như Lactobacillus plantarum
- Nhóm vi khuẩn lên men dị hình
Gây lên men phức tạp hơn. Chúng tạo nên trong môi trường ngoài acid lactic còn
nhiều sản phẩm phụ khác như acid aceitc, rượu etylic, CO 2, H2, một số chất thơm như
diacetyl, ester… bao gồm:
Leuconostoc mesenteroides
Lactobacillus pentoacetum
Lactobacillus brevis
Bacterium – coli arrogenes
Betabacterium breve
Giống Leuconostoc: có dạng hình cầu, nhưng trong môi trường acid tế bào dài ra
và nhọn hai đầu. Trong đó loài Leuconostoc mesenteroides cùng một số vi khuẩn đồng
hình khác như Lactobacillus plantarum tham gia vào việc chế biến rau muối chua.
Leuconostoc mesenteroides
10
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Lactobacillus pentoacetum: là loài trực khuẩn không sinh bào tử.
Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển là 30-350C khi lên men glucose
Bacterium – coli arrogenes: là giống đại diện chủ yếu của lên men lactic dị hình.
Có dạng hình que, không hình thành bào tử, nhiệt độ thích hợp phát triển là 35-38 0C.
Sản phẩm của sự lên men của vi khuẩn này là acid lactic, rượu etylic, acid acetic, CO 2,
H2 và indol.
2.2.2 Vi khuẩn butyric
Là loại vi khuẩn yếm khí, nó xâm nhập vào sản phẩm chế biến đường, acid lactic
thành các acid bay hơi, acid butyric,H2, CO2. Acid butyric làm cho sản phẩm có mùi ôi
thối khó chịu. Vi khuẩn này tạo bào tử có khả năng chịu nhiệt cao.
2.2.3 Vi khuẩn gây thối: đa số thuộc nhóm vi khuẩn sinh bào tử
Vi khuẩn gây thối chia làm hai loại:
Loại hiếu khí: Bacillus mensentericus, Bacillus subtilis
Loại yếm khí: Bacillus putrificans, Bacillus botulinum
Các vi khuẩn gây thối hoạt động sinh ra H 2S, indol, NH3 làm rau dưa bị thối. Các
vi khuẩn này đều có khả năng sinh bào tử, chịu nhiệt cao, có hại cho sản phẩm trong
quá trình bảo quản.
2.2.4 Nấm men
Có cấu tạo đơn bào và thường sinh sản bằng cách nảy chồi.
Nấm men phân bố rộng rãi trong khắp tự nhiên.
Giống thường gặp là Saccharomyces, có tế bào hình cầu, elip, hình ống.
Giống được sử dụng rộng rãi là Saccharomyces cerevisiae có ý nghĩa quan trọng
trong lên men rượu và lên men lactic.
11
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Saccharomyces cerevisiae
2.2.5 Nấm mốc
Phân bố rộng rãi trong tự nhiên. Có cấu trúc hình sợi phân nhánh, phát triển rất
nhanh, tạo thành màng sợi chằng chịt gọi là hệ sợi nấm.
Nấm mốc là nhóm tạo khuẩn ty ở dạng bột màu xanh, vàng, trắng, đen. Là những
loại vi sinh vật hiếu khí. Nhiều loại nấm mốc có lợi được sử dụng trong công nghệ sản
xuất các chế phẩm enzim tổng hợp acid hữu cơ…Nhưng bên cạnh đó một số loại gây
tác hại như làm mốc sản phẩm, thực phẩm có thể gây bệnh cho người. Trong và sau
quá trình lên men lactic thường gặp các loại mốc: Aspergillus, Penicillium,
Aspergillus cidium lactic.
2.3 Các dạng hư hỏng ở sản phẩm muối chua
Sự hư hỏng của sản phẩm rau muối chua chủ yếu xảy ra ở giai đoạn lên men, từ đó
có thể làm giảm chất lượng của sản phẩm hay có thể gây hư hỏng hoàn toàn sản phẩm
gây tổn thất lớn về kinh tế. Do đó, nếu biết được nguyên nhân và có biện pháp ngăn
chặn được các hiện tượng hư hỏng thì sẽ mang lại lợi ích kinh tế rất lớn.
Sản phẩm rau muối chua thường bị những hư hỏng sau:
Hiện tượng sản phẩm bị sẫm màu
Do dưa không ngập nước, phần dưa tiếp xúc với không khí sẽ bị thâm do bị oxy
hóa.
Do vi sinh vật gây ra hiện tượng nước dưa bị thâm đen do Bacillus nigrificans sinh
ra các sắc tố hòa tan trong nước dưa.
Do lớp dưa trên cùng bị thối khi nước dưa không đủ ngập, khi đó vi sinh vật lactic
bị ức chế, các vi sinh khác phát triển gây thối dưa, trong trường hợp muối phân bố
12
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
không đều thì có những chổ có nồng độ muối cao vi khuẩn lactic bị ức chế và các vi
sinh vật khác cũng phát triển gây thối dưa.
Ngoài hiện tượng thâm đen ra dưa còn có thể bị biến đổi thành màu khác. Khi có sự
hoạt động của nấm men Torula dưa sẽ có màu hồng. Các vi sinh vật gây ra hiện tượng
đổi màu dưa chủ yếu là các vi sinh vật hiếu khí.
Hiện tượng đóng váng trên bề mặt nước dưa
Các lớp váng này do nấm mốc và nấm men tạo màng gây ra: Mycoderma,
Aspergillus, Torula, Odium lactic, Penicillium, Debaromyces, Pychya…trong số này
có các nấm men chịu được nồng độ muối cao, chịu được môi trường acid. Chúng phân
hủy acid lactic làm độ acid giảm tạo điều kiện thích hợp cho vi sinh vật gây thối, gây
hư hỏng sản phẩm phát triển.
Hiện tượng sản phẩm bị nhớt
Do các vi khuẩn có vỏ nang phát triển, một số chủng vi khuẩn sinh nhầy của vi
khuẩn lactic. Hiện tượng này xảy ra khi nồng độ muối và acid quá thấp nhiệt độ lên
men cao tạo điều kiện cho các vi khuẩn này phát triển.
Hiện tượng sản phẩm bị mềm nhũn
Do các enzim phân giải pectin chuyển hóa proropectin thành pectin hòa tan. Các
enzim phân giải pectin là pectinoesterase hoặc pectipolygalacturonase do các vi sinh
vật sinh ra trong điều kiện nồng độ muối quá thấp. Nồng độ muối để ức chế các vi
sinh vật này là 8%.
Hiện tượng sản phẩm có hương vị lạ khó chịu
Do hoạt động của các vi sinh vật gây hại chủ yếu là nấm mốc, nấm men như:
Mycoderma, Debaromyces, Hansenula, Pychya và một số vi sinh vật khác làm giảm
độ acid của sản phẩm, gây ảnh hưởng xấu đến mùi vị sản phẩm làm sản phẩm có
hương vị lạ. Dưa bị thối do các vi sinh vật lạ phát triển. Hiện tượng này xảy ra khi chế
độ lên men thực hiện không tốt, chế độ vệ sinh trong quá trình chế biến bị vi phạm
nghiêm trọng.
Để ngăn chặn các hiện tượng hư hỏng trên cần phải có chế độ lên men hợp lí đảm
bảo nồng độ muối sử dụng, nhiệt độ lên men, điều kiện yếm khí…
13
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men của rau quả muối chua
2.2.1 Muối
Muối có vai trò rất quan trọng, không những nồng độ muối ảnh hưởng đến sự lên
men tốt hay xấu mà còn ảnh hưởng đến vị của sản phẩm.
Muối có tác dụng hạn chế sự hoạt động của các vi khuẩn gây thối, tăng cường hoạt
động của vi khuẩn lactic làm cho nước cùng với đường trong tế bào rau thoát ra ngoài
đi vào môi trường cung cấp nguồn dinh dưỡng cho vi khuẩn lactic phát triển. Thường
các vi khuẩn gây thối không chịu được áp suất thẩm thấu cao.
Khi dung dịch muối có nồng độ cao làm ngưng sự phát triển của các loại vi sinh vật
kể cả vi khuẩn lactic. Nhưng vi khuẩn lactic có khả năng chịu được tác dụng của muối
cao hơn các vi sinh vật khác. Vì vậy khi muối chua rau quả, phải tạo điều kiện thuận
lợi cho sự phát triển của vi khuẩn lactic và ức chế hoạt động của các vi sinh vật không
có lợi cho quá trình muối chua.
Thường tỷ lệ muối thích hợp thay đổi theo loại nguyên liệu rau và nhiệt độ môi
trường. Có loại cần sử dụng nồng độ muối cao. Nồng độ muối thích hợp khoảng 3
-5%.
2.2.2 Đường
Đường có khả năng thúc đẩy quá trình lên men và giúp cho sản phẩm có vị ngọt.
Nếu sử dụng nguyên liệu có lượng đường thấp thì acid sinh ra ít. Do đó sản phẩm có
chất lượng kém và khó bảo quản. Nếu chế biến từ những nguyên liệu có lượng đường
thấp thì phải bổ sung thêm những nguyên liệu phụ có chứa nhiều đường như củ hành,
cà rốt...
Thường muốn cho quá trình lên men tốt, nên chọn nguyên liệu có hàm lượng
đường lớn hơn 2%.
2.2.3 Vi sinh vật
Mức độ thuần khiết của vi khuẩn lactic có ảnh hưởng chất lượng rau quả muối
chua. Lượng vi khuẩn lactic càng nhiều và mức độ thuần khiết càng cao thì tốc độ của
quá trình lên men càng nhanh và sản phẩm có chất lượng càng tốt.
14
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Ngược lại, lượng vi khuẩn lactic càng ít và mức độ thuần khiết càng thấp, các vi
khuẩn gây hại càng có điều kiện phát triển làm hư hỏng sản phẩm.
2.2.4 Acid
Nồng độ acid của môi trường ảnh hưởng đến sự hoạt động của vi khuẩn gây chua
sẽ kém hoạt động và sự chuyển hoá của nó sẽ chậm lại. Đồng thời các vi sinh vật có
khả năng hoạt động ở môi trường acid cao sẽ phát triển, ngăn cản tác dụng của vi
khuẩn gây chua. Do đó cần tạo môi trường có độ acid thích hợp cho các vi khuẩn
lactic hoạt động.
Bảng :pH thích hợp cho các loại vi sinh vật
Loại vi sinh vật pH
Nấm mốc 1.2- 2.5
Nấn men 2.5 - 3.0
Vi khuẩn gây chua 3.0 - 4.5
Vi khuẩn gây thối 4.5 - 5.0
Vi khuẩn đường ruột 5.0 - 5.5
2.2.5 Nhiệt độ
Nhiệt độ môi trường ảnh hưởng lớn đến thời gian lên men và lượng acid tạo thành.
Mỗi loại vi sinh vật có một khoảng nhiệt độ thích hợp để hoạt động, ở nhiệt độ cao
quá hoặc thấp quá nó sẽ bị ức chế.
Nhiệt độ khoảng 0 -100Csẽ ức chế hoạt động của Bacterium coli, vi khuẩn butyric
và một số nấm mốc. Ở nhiệt độ này sự lên men lactic không bị đình chỉ nhưng tiến
hành rất chậm.
Nhiệt độ 10 - 200C, sự lên men lactic xảy ra rất chậm, nhiệt độ này cũng ức chế
được sự hoạt động của các vi sinh vật lạ nhưng một số nấm mốc có thể phát triển
được.
15
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Nhiệt độ 20 - 300C, tốc độ lên men tuy chậm nhưng dưa có hương vị thơm ngon và
để được lâu hơn.
Nhiệt độ 30 - 370C, tuy tốc độ lên men nhanh, nhưng ở nhiệt độ này những vi
khuẩn có hại cũng phát triển song song nên dưa mau hư. Ở nhiệt độ lớn hơn 40 0C các
vi khuẩn gây chua sẽ bị ức chế.
Nhiệt độ để muối dưa thích hợp là 20 - 300C cũng là nhiệt độ bình thường của thời
tiết nước ta đạt được thích hợp cho sản xuất.
2.2.6 Oxy
Sự lên men lactic cần được tiến hành trong điều kiện yếm khí và các vi khuẩn lactic
hoạt động tốt trong điều kiện môi trường không có oxi không khí. Trong khi đó, các vi
sinh vật cũng như vi khuẩn acetic, các loại nấm mốc lại hoạt động trong điều kiện
hiếu khí và khi không có oxi thì nó không phát triển được.
Do đó, trong quá trình muối chua dưa, phải hạn chế sự có mặt của không khí bằng
cách đậy kỹ và nén chặt khối dưa trong nước muối
16
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Chương 3
CÁC SẢN PHẨM LÊN MEN TỪ RAU QUẢ
3.1 Bắp cải và kim chi
3.1.1 Bắp cải
Hầu hết các sản phẩm trồng trọt có thể được bảo quản bằng cách lên men acid
lactic. Ở phương Tây sản phẩm thương mại quan trọng nhất là cải bắp, dưa leo và
ôliu, mặc dù số lượng nhỏ hơn nhiều so với các khác loại như cà rốt, súp lơ, cần tây,
đậu bắp, hành tây, ớt ngọt và ớt cay và cà chua xanh cũng được lên men.
Giống như lên men truyền thống, quá trình sản xuất thương mại với công nghệ đơn
giản (hình dưới), nhưng liên quan đến một số chất hóa học phức tạp và vi sinh vật.
Thông thường, cải bắp để sản xuất dưa bắp cải thương mại là giống đặc biệt được
trồng. Những giống bắp cải này có hàm lượng chất rắn cao hơn bình thường và vì vậy
sẽ giảm thiểu chất thải lỏng trong khi chế biến. Các lá ngoài được loại bỏ và cắt thành
sợi dày khoảng 1 mm. Các bắp cải cắt nhỏ là sau đó ướp muối và cho vào thùng để
lên men. Nồng độ muối rất quan trọng để tạo được sản phẩm đạt yêu cầu, nồng độ
muối phải nằm trong khoảng 2-3% w / w và phổ biến nhất là khoảng 2,25%.
Nồng độ muối quá ít (< 2%) sản phẩm sẽ bị mềm và không đạt yêu cầu, quá nhiều
muối (>3%) thì vi sinh vật sẽ bị ức chế dẫn đến tác dụng không hiệu quả.
17
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
18
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Mục đích của việc sử dụng muối:
Có tác dụng lấy nước ra khỏi vật liệu nhờ vào sự thay đổi áp suất thẩm thấu
và sau đó quá trình lên men sẽ diễn ra.
Nó sẽ giúp ngăn chặn một số các vi sinh vật tự nhiên có sẵn trong bắp cải
chẳng hạn như Pseudomonads là vi sinh vật gây hư hỏng và hỗ trợ để cho các vi
khuẩn sinh axit lactic hoạt động tốt.
Nó giúp duy trì cấu trúc trong cải bắp bằng cách tách nước và ức chế các
enzym nội sinh làm mềm sản phẩm.
Cuối cùng, muối đóng góp vào việc tạo hương vị cho sản phẩm.
Theo truyền thống, thùng lên men được làm bằng gỗ nhưng ngày nay các thùng bê
tông được sử dụng là chủ yếu với một lớp màng polymer tổng hợp để bảo vệ khỏi sự
ăn mòn của muối axit. Các thùng lên men được bọc lớp nhựa tổng hợp rồi cho đầy bắp
cải vào sau đó được đổ đầy nước muối để đuổi hết không khí còn sót lại trong khối
rau.
Mặc dù các giống men thương mại đã được sử dụng để muối chua bắp cải từ rất
lâu, nhưng chúng ít được sử dụng trong lên men thực phẩm khác.
Các thông số điển hình của một quá trình lên men dưa cải bắp được thể hiện trong
hình 9.10 và cho thấy sự chọn lọc mạnh mẽ quá trình này.
19
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT
Lên men rau quả GVHD: Đào Hồng Hà
Vào lúc bắt đầu, vi khuẩn sinh acid lactic (LAB), chỉ chiếm khoảng 1% tổng số vi
sinh vật, nhưng rất nhiều vi khuẩn lactic không phát triển và hai ngày sau đó LAB
chiếm hơn 90% của tổng số vi sinh vật. Trong suốt thời gian này, chúng sản sinh ra
acid đủ để làm giảm độ pH xuống dưới 4 góp phần ức chế vi khuẩn cạnh tranh. Quá
trình này cơ bản là ức chế các vi sinh vật khác và góp phần vào sự hình thành hương
vị đặc trưng của dưa cải bắp.
Lên men được khởi xướng bởi Leuconostoc mesenteroides đó là một trong số ít
LAB chịu axit và muối nhưng phát triển nhanh nhất trong những giai đoạn đầu. Là
một loại vi khuẩn lên men đồng hình nó sản sinh khí CO2 và giúp hình thành điều kiện
kỵ khí trong sản phẩm và ngăn chặn quá trình oxy hóa của vitamin C và mất màu sản
phẩm. Hiện nay fructose được xem là một điện tử thay thế, nó cũng sinh ra một lượng
đáng kể axit axetic từ acetyl-CoA là một đóng góp lớn cho hương vị dưa cải bắp.
Giảm fructose dẫn đến sự tích tụ của mannitol. Khi pH giảm, Leuconostoc bị ức chế
và thay thế, đầu tiên bởi trực khuẩn lên men lacto dị hình, và sau đó là nhiều trực
khuẩn lên mem lacto đồng hình như Lactobacillus plantarum. Acid tiếp tục sinh ra
dưới dạng acid lactic mặc dù độ pH ổn định trong khoảng 3.8. Giai đoạn cuối của quá
trình lên có thể kéo dài 4-8 tuần và độ axit tổng của sản phẩm là 1,7-2,3%, thể hiện
dưới acid lactic, với một tỷ lệ acid dễ bay hơi và acid không bay hơi khoảng 1 - 4.
Sự hư hỏng của dưa cải bắp chủ yếu là do nấm men và nấm mốc phát triển,là
nguyên nhân gây mất mùi, mất tính axit, tạo độ nhầy, làm mềm sản phẩm, hoặc đổi
màu hồng do sự tăng trưởng của nấm men Rhodotorula.
Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men, Leuconostoc mesenteroides lên men
đường sucrose nhưng trong môi trường có fructose thì ưu tiên sẽ sử dụng fructose
trước, sau đó mới sử dụng glucose để sản xuất một chất nhờn dextran.Tuy nhiên điều
này mang tính chất tạm thời và ngay sau đó thì vi khuẩn lên mem lactic sẽ hoạt động
và ức chế các vi khuẩn khác.
3.1.2 Kim chi
Ở Hàn Quốc rau lên men được gọi là kim chi là một món ăn kèm gần như phổ biến
trong các bữa ăn. Hơn 65 các loại kim chi đã được tạo ra trên cơ sở của sự khác biệt
20
Nhóm:7 – ĐHTP6BLT