Bảo quản thực phẩm bằng acid hóa môi trường

Chia sẻ: KITTY NGUYỄN | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

456
lượt xem 45
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bảo quản thực phẩm bằng acid là phương pháp chống hư hỏng thực phẩm do VSV gây ra bằng cách cho vào một lượng acid vô cơhay hữu cơ hoặc bằng cách cho lên men (acid sinh ra trong thực phẩm bằng cách cho vào thực phẩm vi khuẩn tạo acid). Nguồn gốc của quá trình bảo quản rau quả bằng phương pháp lên men có từ thời cổ đại. Trên thế giới, hầu hết rau quả được lên men với qui mô nhỏ, như trong điều kiện gia đình hoặc bởi những người buôn bán nhỏ....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bảo quản thực phẩm bằng acid hóa môi trường

BẢO QUẢN THỰC PHẨM BẰNG ACID HÓA MÔI TRƯỜNG 1. Giới thiệu Bảo quản thực phẩm bằng acid là phương pháp chống hư hỏng thực phẩm do VSV gây ra bằng cách cho vào một lượng acid vô cơ hay hữu cơ hoặc bằng cách cho lên men (acid sinh ra trong thực phẩm bằng cách cho vào thực phẩm vi khuẩn tạo acid). Nguồn gốc của quá trình bảo quản rau quả bằng phương pháp lên men có từ thời cổ đại. Trên thế giới, hầu hết rau quả được lên men với qui mô nhỏ, như trong điều kiện gia đình hoặc bởi những người buôn bán nhỏ. Hiện nay có một số mặt hàng sản xuất dạng này như dưa bắp cải, dưa chuột muối chua và ôliu muối chua. Có ý nghĩa thương mại quan trọng, có sự gia tăng quan tâm trong phạm vi rộng các loại rau quả lên men khác và nước ép rau quả lên men , đặc biệt ở thị trường Châu Âu; tuy nhiên, các dạng thương mại hầu hết được sản xuất với qui mô nhỏ. Kimchi Hàn Quốc, mang tính truyền thống trong các bữa ăn gia đình, gần đây cũng đã được thương mại hoá. Ngoài ra phương pháp lên men được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất rượu bia, nước giải khát, sản xuất bánh mì, sữa chua, phomat… Đất nước ta ngay từ thời xa xưa vốn là nước nông nghiệp phát triển với đủ mọi ngành nghề như trồng các loại cây lương thực và cây thực phẩm. Bên cạnh đó nghề trồng hoa màu cũng khá được phát triển đặt biệt là trồng rau. Sản lượng rau trồng được tương đối nhiều như: Bắp cải, cải bẹ, su hào, rau cải, dưa chuột, cà chua 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 bắt đầu có mùi thơm và ăn vào thì cảm thấy ngon có mùi vị đặt trưng và từ đó sản phẩm rau cải lên men đã được ra đời. Trong bữa ăn, nó được sử dụng như một món ăn khai vị, món ăn chơi rất ngon. Trên thị trường, sản phẩm được sản xuất trên qui mô công nghiệp nhằm đáp ứng nhu cầu về mặt số lượng cũng như về mặt chất lượng. Người tiêu dùng có nhiều sự lựa chọn cho mình vì đa số các mặt hàng được sản xuất với mẫu mã rất phong phú tạo cảm giác thu hút và chất lượng bảo đảm, hương vị thơm ngon. Cho tới nay thì các nhà khoa học cũng đã có những nghiên cứu rất nhiều cho sản phẩm này tuy nhiên trong sản xuất thủ công trên qui mô nhỏ, qui mô gia đình thì đại đa số người dân làm theo phương pháp thủ công gia truyền mà hầu như không có biết nhiều về quá trình xảy ra trong khi lên men và chưa hiểu hết bản chất của quá trình lên men. 2. Cơ sở lý luận của việc dùng acid để bảo quản thực phẩm  Tác dụng của acid đối với hoạt động của vi sinh vật Tổ chức vi sinh vật rất nhạy cảm đới với acid và có thể sinh ra acid bởi một loài vi sinh vật trong suốt quá trình lên men, như vậy nó sẽ ức chế hoạt động của VSV khác. Khi acid đủ mạnh, tác động đến protein VSV làm biến tính protein thực phẩm. Đây là một trong những nguyên lý điều khiển quá trình lên men để bảo quản thực phẩm chống lại sự phát triển của enzyme phân giải protein hoặc những lòai gây hư hỏng khác.
Khi thay đổi pH của môi trường thì quá trình trao đổi chất và sự phân ly thức ăn của VSV bị thay đổi nên ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất. Mỗi loại VSV có khoảng pH hoạt động thích hợp: Bảng 1: Khả năng thích nghi của vi sinh vật đối với pH môi trường LOÀI VSV pH môi trường thích hợp Vi khuẩn gây thối 4.4 – 5.0 Vi khuẩn bytyric 4.5 Vi khuẩn đường ruột 5.5 – 5.5 Vi khuẩn lactic 3.0 – 4.5 Nấm men 2.5 – 3.5 Nấm mốc 1.2 – 3.0 “Nguồn: Lê Mỹ Hồng và Bùi Hữu Thuận, 2000 ” Bảng 2: Khả năng thích nghi của vi sinh vật đối với pH môi trường LOÀI VSV pH môi trường Độ acid tối thiểu Tối ưu Kiềm tối thiểu Saccharomyces cerevisiae 4 5.8 6.8 Streptococcus lactic 4.0-5.1 7.9 Lactobacterinus casel 7.1 E. coli 4.4 6.5-7.8 7.8 Cl.amylobacter 5.7 6.9-7.3 Vi khuẩn gây thối B. mesentericeus 5.8 6.8 8.5 Cl. putrificum 4.2 7.5-8.5 9.4 Vi khuẩn cố định đạm Atobacter chroccoccum 5.6 6.5-7.8 8.8-9.2 Vi khuẩn nitrat Nitrosomonas 3.9 7.7-7.9 9.7 Nitrosobacter 3.9 6.8-7.3 13.0
Nấm mốc 1.2 1.7-7.7 9.2-11.1 “Nguồn: Lê Mỹ Hồng và Bùi Hữu Thuận, 2000 ” Vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm thường hoạt động ở môi trường kém acid, vì vậy để bảo quản sản phẩm bằng acid phải hạ PH của môi trường xuống dưới pH hoạt động của những VSV đó. pH của môi trường khử hoạt tính của enzyme, khử đi hoạt động của hệ thống vận chuyển ion, chất dinh dưỡng vào bên trong tế bào, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của tế bào VSV. Khi quá trình trao đổi chất của tế bào VSV bị thay đổi, chúng không còn khả năng hoạt động gây hư hỏng sản phẩm (Lê Mỹ Hồng và Bùi Hữu Thuận, 2000). 3. Phương pháp acid hóa môi trường 3.1 Phương pháp hóa học Người ta cho vào môi trường một luợng acid hữu cơ hay vô cơ. Các acid vô cơ cho vào môi trường có tác dụng mạnh đến vi sinh vật chủ yếu là do phân ly thành ion H+, chính [H+] có tác dụng bảo quản thực phẩm. các acid hữu cơ tác dụng sát trùng phụ thuộc vào tính chất các phân tử không phân ly hay các anion. Acid thường sử dụng: Acid vô cơ: H3PO4, H2SO4, HCl… Aicd hữu cơ: Acid citric, acid acetic, acid tartric… Bảng 3: Vị chua tương đối của một số acid Dung dịch 0,05N Acid Vị Acid tổng số, mg pH Tartric 0 3,75 2,45 Malic -0,43 3,35 2,65 Acetic -1,14 3 2,95 Lactic -1,14 4,5 2,6 Citric -1,28 3,5 2,6
Propionic -1,85 3,7 2,9 “Nguồn: Trần Xuân Hiển, 2011” Vị chua của các acid hữu cơ có vai trò quan trọng tới quá trình sản xuất thực phẩm và chất lượng sản phẩm. Acid hữu cơ có tác dụng chống kết tinh đường cho sản phẩm cô đặc với đường, cẩn thiết cho quá trình tạo đông với pectin và đường khi sản xuất nhiều loại mứt. Đối với người, acid hữu cơ vừa là một yếu tố gây vị vừa tham gia nhiều quá trình tiêu quá hấp thụ các chất ( chất béo, chất khoáng,...) của cơ thể (Trần Xuân Hiển, 2011). Bảng 4: Độ hòa tan của các acid hữu cơ trong 100g nước ở 250C Acid hữu cơ Độ hòa tan, g/100g nước Citric 181 Tartric 147 malic 62 “Nguồn: Trần Xuân Hiển, 2011” Bảng 5: Tính hút ẩm của các acid hữu cơ Acid hữu cơ Tính hút nước Citric Hút nước ở nhiệt độ thích hợp Tartric Không có tính hút nước Fumaric Không có tính hút nước Malic Không có tính hút nước “Nguồn: Trần Xuân Hiển, 2011” Các acid hữu cơ được sử dụng trong công nghệ thực phẩm chủ yếu là: acid malic, acid citric, acid lactic, acid acetid để điều vị cho sản phẩm. Bên cạnh đó, các acid này còn có tác dụng bảo quản sản phẩm. a. Acid malic
Acid malic là loại acid phổ biến nhất trong các loại rau quả và nguyên liệu thực vật ngoài họ citrus, có vị chua gắt. Có nhiều trong mận, táo, cà chua. Acid malic nóng chảy ở nhiệt độ 1000C, tan tốt trong nước và alcol nhưng tan kém trong ester. Trong công nghiệp acid malic được sản xuất bằng cách tổng hợp từ acid fumalic, acid fumalic thu được bằng phương pháp lên men đường dùng nấm mốc Fumaricus. Acid fumaric với ester của chúng ở liều lượng 0.125% làm ức chế vi khuẩn gây phồng hộp Cl. Botulinum trong 56 ngày ở 30oC. Ngoài ra nó còn ức chế sự phát triển của nấm mốc. Acid malic thường được ứng dụng trong sản xuất mứt, các loại nước quả, bánh kẹo và rượu vang (Trần Xuân Hiển, 2011). b. Acid citric Acid citric có nhiều trong các loại họ citrus. Trong nguyên liệu thực acid citric và acid malic thường đi kèm với nhau, có vị ngọt diu nên thường được dùng để điều vị trong các sản phẩm rau quả và bánh kẹo. Acid citric khan nóng chảy ở 1350C, tih thể ngậm 1 phân tử nước nóng chảy ở 1000C, ở nhiệt độ phòng acid tan trong nước với tỉ lệ 133g trong 100ml nước. Trong công nghiệp, trước kia acid citric được sản xuất từ chanh, ngày nay được sản xuất tử rỉ đường bằng pháp lên men acid citric. Acid citric chỉ có khả năng chống một số nấm mốc và vi khuẩn. Acid citric có khả năng ức chế Salmonella tốt hơn là acid lactic ở cùng nồng độ.Có khả năng chống oxy hóa khá yếu nên thường được sử dụng chung với BHA.Không thấy có tác động nguy hại gì đến các bộ phận trong cơ thể. Acid citric được ứng dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm ( nước giải khác, bánh kẹo, mứt, sữa,...) trong công nghiệp hóa chất (Trần Xuân Hiển, 2011). c. Acid lactic Acid lactid có nhiều trong rau quả muối chua và các sản phẩm lên men chua như sữa chua, bánh bao, bánh mì, bún, nước giải khac lên men,... Do quá trình chuyển hóa đường thành acid lactid dưới tác dụng của vi khuẩn. Acid lactid nóng chảy ở nhiệt độ 25- 260C. Tan tốt trong nước, alcol, glycerin, ete nhưng không tan trong chloroform, ester dầu hỏa,... Acid này tham gia vào quá trình tạo vị, có tác dụng ức chế Bacillus coagulans trong dịch cà chua mạnh hơn 4 lần các loại acid hữu cơ khác như a.propionic, a.acetic, a.citric,…Ở pH = 5.0 a.acetic có tác dụng ức chế vi khuẩn tạo bào tử nhưng lại tác dụng yếu đối với nấm men và nấm mốc. Ở pH = 4.6 -4.9, khoảng 90 – 99% Staphyococcus aureus bị ức chế trong 12 giờ. Ngoài ra acid citric có tác dụng ức chế vi sinh vật gây thối làm tăng khả năng bảo quản sản phẩm. Đối với các sản phẩm lên men từ thịt như thịt thính, nem chua,...do tác dụng của các enzyme có trong tế bào thịt chuyển hóa glycogen thành acid lactid. Trong công nghiệp acid lactid được sản xuất bằng con đường lên men lactid. Acid lactid có vị chua dịu nên được dùng trong công nghiệp bánh kẹo, ứng dụng trong lên men và bảo quản rau quả (Trần Xuân Hiển, 2011). d. Acid acetic
Acid acetic có nhiều trong giấm ăn, có ít trong các loại rau quả tươi. Khi bảo quản rau quả không tốt rất dễ bị lên men acid acetic làm cho rau quả bị chua. Acid acetic có vị chua sốc, nồng độ trên 80% có thể gây bỏng da. Acid acetic có tác dụng làm giảm pH của sản phẩm, làm cho quá trình trao đổi ion của vi sinh vật không thực hiện được. Sự thay đổi quá lớn của nồng độ ion trong và ngoài màng tế bào làm rối loạn các quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, ức chế sự phát triển của vi sinh vật trong thực phẩm. Acid acetic tác động mạnh lên vi khuẩn và nấm men hơn là tác động lên nấm mốc. Tuy nhiên các loài vi khuẩn acetic, lactic, butyric lại chịu được acid acetic. Bảng 6: Tác động của a.acetic đối với VSV ứng với các khoảng pH của môi trường do chúng tạo nên pH môi trường Loài VSV bị ức chế 6 Bacillus, Clostridium, VK Gram (-), nấm men, VK lactic ít chịu ảnh hưởng 5 VK Gram (+), B. cereus và Salmonella 4.1 Aspergillus niger 3.9 Saccharomyces cerevisiae 3.5 (0.8 – 1%) Penicillum glocucum “Nguồn: Lê Mỹ Hồng và Bùi Hữu Thuận, 2000” Trong công nghiệp acid acetic được sản xuất bằng con đường lên men acetic hay bằng con đường tổng hợp hóa học. Trong công nghiệp thực phẩm acid acetid được dùng để sản xuất các sản phẩm ngâm dấm với nồng độ 0,6- 1,8%, sản xuất salad và một số sản phẩm khác (Trần Xuân Hiển, 2011). e. Acid tartric Acid tartric là một acid hữu cơ màu trắng, xuất hiện rất nhiều trong thực vật, đặc biệt la nho, me, chuối. Acid tartric hòa tan trong nước và rượu, được thêm vào thức ăn như chất phụ gia để tạo vị chua cho thực phẩm và được sử dụng như một chất chống oxy hóa.
Muối của acid tartric được gọi là tartrates. Nó là một dẫn xuất của acid succinic. Trong công nghiệp sản xuất thực phẩm acid tartric được sử dụng nhiều trong nước giải khát, bảo quản rau quả, bánh, kẹo cứng, kẹo mền, bơ, margarin và các sản phẩm tương tự, mứt cô đặc và mứt hoa quả, rượu, dầu, mỡ và mỡ thể nhũ tương, thức ăn bổ sung cho trẻ dang lớn, sữa lên men và sữa bột (Trần Xuân Hiển, 2011). Tác dụng của các loại acid phụ thuộc vào bản chất của chúng, tính chất của môi trường và đặc tính của vi sinh vật. Ở cùng pH, tác dụng sát trùng giảm đi theo thứ tự: Acid acetic, acid citric, acid lactic. Trong cùng nồng độ %, tác dụng đối với nấm men yếu dần theo thứ tự: Acid acetic, acid lactic, acid citric. Ở cùng nhiệt độ khác nhau, tác dụng của các loại acid lên cùng một vi sinh vật cũng khác nhau. Ví dụ đối với Escherchia Coli tác dụng của một số acid giảm dần theo thứ tự: Ở 30oC: Acid tartric, acid phosphoric, acid lactic, acid acetic, acid citric. Ở 0.6oC: Acid phosphoric, acid tartric, acid lactic, acid citric. Trong công nghiệp thực phẩm, người ta thường dùng acid acetic, acid citric, acid tartric. Acid acetic sử dụng trong rau quả ngâm giấm với nồng độ vào khaỏng 0,4 – 2%. Với đồ hộp rau quả, người ta thường sử dụng acid citric, acid tartric (0,1 – 0,6%) để hạn chế hoạt động của vi sinh vật trong sản phẩm cần thanh trùng ngắn, đồng thời để giữ cho sản phẩm có màu sáng và hương vị thích hợp (Lê Mỹ Hồng và Bùi Hữu Thuận, 2000). 3.2 Phương pháp lên men Bản chất: Trong thực phẩm có rất nhiều loại vi sinh vât hoạt động, bản chất của phương pháp này là tạo điêu kiện cho các vi sinh vật có lợi hoạt động để ức chế quá trình sống của các vi sinh vật có hại. Điều kiện VSV lên men trong bảo quản thực phẩm: VSV phải phải phát triển nhanh trong môi trường với chất nền thích hợp và được nuôi dưỡng dễ dàng trong điều kiện sản xuất lớn. VSV phải có khả năng ổn định về tính chất sinh lý trong những diều kiện và được nuôi dưỡng chúng và sản sinh ra enzyme cần thiết dễ dàng nhằm tạo ra những thay đổi hóa học theo yêu cầu. Một số hoạt động lên men của VSV trong thực phẩm: Trong thực phẩm có một số quá trình lên men tạo pH thấp làm ức chế hoạt động của VSV, có thể bảo quản được sản phẩm, ví dụ: Khi trong thực phẩm có chứa đường, với sự hiện diện cúa nấm men sẽ lên men tạo thành rượu:
Đường Rượu + CO2 Ở môi trường rượu thích hợp, vi khuẩn sẽ lên men hiếu khí tạo thành acid acetic (giấm) Rượu + O2 Acid acetic + H2O Đường sữa, hay đường glucose, với sự tham gia của vi khuẩn lactic sẽ sinh ra acid lactic. Ứng dụng rất nhiều trong chế biến thực phẩm. Đường Acid lactic (Lê Mỹ Hồng và Bùi Hữu Thuận, 2000). 3.3 Ứng dụng của phương pháp lên men Ứng dụng phương pháp lên men trong sản xuất rượu bia, sản xuất ethanol, bánh mì… Ứng dụng quá trình lên men lactic trong công nghệ chế biến sữa chua, rau cải muối chua, chế biến nem chua, sản xuất acid lactic, ủ chua thức ăn gia súc… Lên men propionic ứng dụng trong sản xuất phomat, tách đường, sản xuất vitamin. Lên men bytyric ứng dụng trong sản xuất bánh kẹo, nước hoa, nước giải khát. Lên men acetat ứng dụng trong sản xuất giấm… (http://www.123doc.vn). 3.3.1 Quy trình chế biến dưa cải muối chua
 Giải thích quy trình a. Nguyên liệu Trong quá trình muối chua dưa cải nguyên liệu chính được sử dụng ở đây là cải bẹ. b. Cải bẹ Trong rau cải dùng để muối chua có các trành phần như : nước, Gluxit (đường, tinh bột, xenlulo, hemixenlulo), pectin, Glucoxit, Các chất chát, chất màu, các acid hữu cơ, các chất chứa nitơ (Trong đó kể cả protid), Chất béo, các chất thơm (tinh dầu), các vitamin, các men và khoáng chất... c. Nước Nước cũng được xem là nguyên liệu phụ của quá trình muối chua. Ngoài ra còn được sử dụng để rửa rau cải dùng để lên men. Trong quá trình muối chúa có thể dùng hai phương pháp để muối chua: Phương pháp dùng nước vo gạo trộn thêm với muối để lên men. Phương pháp sử dụng nước muối đun sôi để nguội để làm chua. Trong hai phương pháp thì phương pháp sử dụng nước vo gạo có khả năng muối chua nhanh hơn so với sử dụng phương pháp nước muối đun sôi, phương pháp này là phương pháp truyền thống được sử dụng phổ biến ở qui mô gia đình. d. Muối Muối là thành phần quan trọng không thể thiếu trong quá trình muối chua tạo điều kiện tốt cho quá trình thẩm thấu dịch đường có trong rau cải ra ngoài, đây là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật sử dụng để lên men.
e. Cách chọn cải bẹ Để muối chua cải bẹ, người ta cần lựa chọn những loại cải có cuống dài, dẹp và lá to , đạt đúng độ chín kỹ thuật, trọng lượng trung bình của bắp cải không ít hơn 0,4 Kg. Hình 2: Lá cây cải bẹ được cắt ra Thành phần hoá học: Hàm lượng chất khô 10% trong đó có từ 4 – 5% đường, hàm lượng các chất chứa Nitơ từ 1 – 2% để đảm bảo sự phát triển bình thường của VSV lên men lactic. Khi muối chua không được chọn rau cải còn non hay bị dập, sâu bệnh... Trước khi muối cần loại bỏ lá hỏng cắt bỏ rễ, sử dụng toàn bộ rau cải để muối có thể thái nhỏ hay để nguyên cây cải nhưng phải xẻ làm 4 rãnh dọc theo chiều dài của cây cải. Để làm tăng hương vị dưa cải người ta cho thêm cà rốt thái sợi, lá hẹ hay hành lá, giá... Để muối chua nhanh người ta có thể cho thêm vào dưa cải một lượng Natri Xitrat khoảng 0,1 – 0,7%. Ngoài các yếu tố trên khi chọn các loại rau cải, củ, quả chúng ta cần lưu ý đến dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trên rau quả, để chọn tốt hơn chúng ta có một vài cách sau Rau ăn lá, nhất là rau cải (như cải xanh, cải bẹ trắng, cải bẹ dún, cải ngọt, cải bắc thảo, cải bắp, cải bông...) thường có dư lượng thuốc trừ sâu cao hơn nhiều so với rau dạng củ, quả. Đó là do loại rau này có các loại sâu khó trị, buộc người trồng phải dùng nhiều thuốc trừ sâu. Ngoài ra, diện tích tiếp xúc với thuốc của rau lá cũng cao hơn so với rau củ quả. Các loại rau ăn lá khác như rau muống nước cũng thường bị ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật. Riêng rau xà lách thì an tồn hơn do ít bị sâu. Rau dạng quả, củ (như bầu, bí, mướp...) có diện tích hứng thuốc trừ sâu ít hơn nên nguy cơ ô nhiễm cũng thấp hơn so với rau lá. Tuy nhiên, đối với các loại đậu (như đậu cô ve, đậu đũa), mướp đắng..., người tiêu dùng vẫn phải đề phịng vì chng cĩ nguy cơ ô nhiễm
cao. Đặc biệt, cần cẩn thận với củ cải vì nơng dn khi trồng loại rau ny thường bón thuốc vào đất để trừ sâu hại củ. • Quy trình muối chua Do tình hình kỹ thuật còn thô sơ và lạc hậu nên chưa chủ động khống chế được độ chua của các loại rau cải muối. Phương pháp chủ yếu để khống chế độ chua là muối mặn, nén chặt nhưng để lâu ngày độ mặn và độ chua đều cao không hợp khẩu vị tiêu dùng. Ở Việt Nam những loại rau được muối chua tốt chủ yếu là rau cải, củ kiệu, dưa chuột... • Sự lên men lactic Sự lên men lactic: Là quá trình phân giải đường tạo nên Acid lactic do hoạt động của một số giống vi khuẩn lactic như bacterium lactic acid, bacterium bulgarium. Các giống vi khuẩn đó sẽ phân giải đường tạo nên acid lactic theo phương pháp tổng quát như sau: C6H12O6 → 2CH3CHO.COOH + 18 Calo Sự lên men lactic phải trải qua nhiều giai đoạn để tạo nên các chất trung gian trước tiên là acid pyruvic. Hiđro được hình thành trong quá trình lên men: C6H12O6 = 2CH3COCOOH + 4H Hiđro đó sẽ kết hợp với các nhóm cacbonyl của acid pyruvic và khử nó thành acid lactic. CH3COCOOH + 2H → CH3CHOHCOOH Hướng phản ứng đi theo con đường trên vì ở vi khuẩn lactic không có men cacboxylaza cho nên acid pyruvic không thể cho andehid acid và CO2 được. Và trongquá trình lên men lactic còn tạo nên một số sàn phẩm phụ không đáng kể như acid acetic, acid formic, acid succinic, rượu và các chất khác. Nhiệt độ tốt nhất cho quá trình lên men lactic là 30 – 40oC. Trong công nghệ thực phẩm sử quá trình lên men lactic vào công nghiệp sữa để sản xuất sữa bột chua, nước lên men chua muối chua bắp cải, dưa cải... Trong quá trình lên men chua, ngoài những loại vi khuẩn lactic kể trên còn có những vi khuẩn lactic giả như: Bacterium aerogenes, Bacterium coli (Trực khuẩn đường ruột “Trực khuẩn” đường ruột coli lên men lactoza sinh khí cacbonic CO2). 2C6H12O6 + H2O → C2H5OH + CH3COOH + 2CH3CHOHCOOH + 2CO2 + 2H2 Ngoài ra còn làm phân giải protid làm cho sản phẩm bị thối. Trực khuẩn coli không được phép có mặt trong những sản phẩm thực phẩm vì nó sẽ gây bệnh đường ruột. • Các giai đoạn xảy ra trong quá trình muối chua
Giai đoạn đầu: Do nồng độ các chất hoà tan không cân bằng giữa môi trường và dịch bào nên xảy ra hiện tượng làm co nguyên sinh chất của tế bào dưa cải. Các chất ở trong dịch bào chuyển sang nước muối, lúc đầu nồng độ muối cao và VSV không thể phát triển được dần dần nước dịch bào khuếch tán ra ngoài dung dịch, nồng độ muối ở trong dung dịch sẽ hạ dần xuống và tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lactic hoạt động. Lúc đầu khí tạo ra nhiều, chứng tỏ có sự hoạt động lên men và của vi khuẩn coli...Khi đó cần vớt bọt ra, bọt là môi trường tốt để cho các loài VSV lạ phát triển. Các loại vi khuẩn gây chua lactic bắt đầu phát triển và dần dần lấn áp các loại vi khuẩn khác. Giai đoạn đầu kết thúc khi các vi khuẩn gây chua lactic bắt đầu phát sinh, giai đoạn này cần tiến hành nhanh để acid lactic tạo ra có thể ức chế sự phát triển của các loại vi khuẩn lạ khác một cách nhanh chóng. Giai đoạn hai: Đây là giai đoạn lên men chủ yếu, trong giai đoạn này acid lactic được tích tụ do đường bị phân giải bởi các vi khuẩn lactic, chất lượng của sản phẩm và tốc độ lên men đều phụ thuộc vào nhiệt độ tiến hành của quá trình đó. Đối với giai đoạn đầu và giai đoạn thứ hai nhiệt độ thích hợp nhất là khoảng 20oC ở nhiệt độ này quá trình lên men có thể kéo dài gần 10 ngày và sẽ đảm bảo sự phát triển nhanh chóng của vi khuẩn gây chua lactic, vì các quá trình phụ chậm lại lúc đó dưa cải muối chua mới có phẩm chất tốt, chứa ít rượu và acid bay hơi bảo vệ được acid ascobic ở mức độ tương đối cao so với tất cả mọi trường hợp khi quá trình lên men tiến hành ở nhiệt độ thống nhất. Khi hạ nhiệt độ xuống 10 – 12oC quá trình lên men kéo dài gấp đôi so với ở 20oC, ở nhiệt độ thấp quá trình lên men chua sẽ chậm lại có khi kéo dài đến 2 – 3 tháng. Ở 0oC quá trình lên men hầu như không xảy ra, nhiệt độ cao hơn 26oC thường không tốt vì có lẫn sự phát triển của các vi sinh vật khác. Quá trình lên men chua thường dừng lại khi trong sản phẩm có được 1,5 – 2,4% acid lactic. Giai đoạn ba: Acid lactic tích tụ nhiều ức chế sự hoạt động của các vi khuẩn lactic. Trong khi đó với độ acid cao các loại mốc và men dễ phát triển làm phá huỷ acid lactic. Để hạn chế sự phát triển của các VSV khác phá hoại, sau khi kết thúc giai đoạn 2 ta tiến hành bảo quản dưa cải ở nhiệt độ 0 – 2oC. • Ảnh hưởng của nồng độ muối đến sự phát triển củaVSV Dung dịch muối khi có nồng độ muối cao sẽ làm ngưng sự phát triển của các vi sinh vật kể cả các vi khuẩn gây chua lactic. Hoạt động của giống vi khuẩn sẽ bị ngừng lại khi nồng độ muối của dd như sau:
Bảng 7: Ảnh hưởng của nồng độ muối đến sự phát triển củaVSV Nồng độ muối Tên VSV ức chế sự hoạt động của VSV (%) Bact – Brassicae fermentati 12% Bact – Cucumeris fermentati 13% Bact – aderholdi 8% Bact – Coli 6% Bact – Amylo bacter 8% Bact – Protues vulgaris 10% “Nguồn: http://www. 123doc.vn” Vì vậy nhiệm vụ đề ra khi muối chua rau cải là làm thế nào đảm bảo sự phát triển của vi khuẩn gây chua lactic, đồng thời ức chế sự hoạt động của các loại vi sinh vật khác nên phải sử dụng dung dịch muối có nồng độ không cao lắm. Khi nồng độ muối 2% đã ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn butyric và vi khuẩn thuộc nhóm Coli. Tăng nồng độ muối tới 5 – 6% hoàn toàn làm ngưng hoạt động của vi khuẩn butyric và trực khuẩn đường ruột. Khi đó hoạt động của vi khuẩn gây chua lactic bị giảm tới 30%. Để bảo đảm điều kiện bình thường cho sự lên men lactic, muối cho vào dưa cải khoảng 3%. Đôi khi còn cho vào nguyên liệu, dung dịch muối có nồng độ từ 6 – 12%. Với dung dịch như thế, các vi sinh vật gây chua lactic phát triển rất yếu. Song nước muối sẽ làm co nguyên sinh tế bào rau cải. Khi đó dung dịch sẽ chuyển sang nước muối, do vậy nồng độ nước muối giảm xuống và tạo điều kiện hoạt động bình thường của các vi sinh vật lên men chua lactic. • Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic Đường là nguồn quan trọng để tích tụ nhiều acid lactic. Trong trường hợp hàm lượng đường trong nguyên liệu không đủ thì độ acid cần thiết của dưa muối chua sẽ không đảm bảo và chất lượng sẽ kém. Do vậy khi muối chua dưa cải phải chọn dưa cải có độ đường đầy đủ càng cao càng tốt.
Acid lactic tạo ra trong quá trình lên men khi ở nồng độ khoảng 0,5% đã có thể ức chế được hoạt động của nhiều vi sinh vật lạ khác có ảnh hưởng đến quá trình lên men. Khi tích tụ quá nhiều từ 1 – 2% acid lactic trong sản phẩm thì làm ngưng hoạt động của vi khuẩn gây chua lactic và quá trình lên men chua lactic ngừng lại. Nồng độ acid lactic đạt tới giới hạn nào đó là do lượng đường ban đầu, nồng độ muối của dung dịch, điều kiện tiến hành quá trình lên men (chủ yếu là nhiệt độ ) và giống vi khuẩn lactic quyết định. Điều cần chú ý là acid lactic không kìm hãm được sự phát triển của một số men nhất là mốc. Nhiệt độ thích hợp cho các giống vi khuẩn hoạt động giới hạn, từ 30 – 40oC, song ở nhiệt độ như thế sẽ có tác dụng kích thích các loại VSV lạ khác phát triển nên nhiệt độ của quá trình lên men chua lactic qui định ở giới hạn không quá 20oC, ở nhiệt độ đó thì hoạt động của các VSV làm kém phẩm chất dưa chua bị hạn chế. Sự lên men chua lactic cần tiến hành trong điều yếm khí. Vi khuẩn gây chua lactic là loại yếm khí bắt buộc, không đòi hỏi phải có oxy. Một số vi khuẩn lactic khi gặp không khí sự phát triển của nó bị chậm lại. Để đẩy mạnh quá trình lên men lactic cần loại bỏ các vi sinh vật khác ở trên bề mặt sản phẩm do vậy ta cần phải rửa nguyên liệu khi bắt đầu muối hoặc cũng có thể cho thêm giống vi khuẩn lactic tinh khiết vào dung dịch dưa muối chua. f. Cho vào dụng cụ đựng để muối chua Thùng muối chua có thể dùng thùng gỗ hay dùng khạp bằng sành sứ hoặc dùng keo thuỷ tinh. Dụng cụ chứa trước khi dùng để muối chua cần phải được rửa sạch bằng nước nóng sạnh hoặc ngâm nước một thời gian để làm sạch hết chất chát vì chất đó dễ làm cho sản phẩm bị đen. Dưa cải sau giai đoạn chuẩn bị được nén chặt thành từng lớp trong thùng, tận dụng hết thể tích của thùng chứa. Nước muối đun sôi để nguội hơi âm ấm cho vào thùng có sẵn bắp cải. Sau đó cần tạo điều kiện yếm khí khi muối. Những điều kiện đó sẽ kích thích được các loại VSV gây chua lactic phát triển và bảo vệ được hàm lượng Vitamin C trong dưa cải. Ở giai đoạn đầu của quá trình lên men sẽ có nhiều khí tạo ra vỉ thế thể tích của dưa cải tăng lên (2 – 3%) sau đó sẽ giảm xuống, tuy vậy không nên tiếp tục cho thêm để nén vì nếu nén quá nhiều thì dịch bào sẽ bị mất đi do bị tràn ra ngoài. Ta có thể phủ lên trên bề mặt một lớp nilong mỏng sau đó dùng vật nặng để nén nén như một tấm thớt hay một cái nắp gỗ, nén sau cho khối dưa cải ngập hoàn toàn trong nước muối và tràn lên cách mực nước cũ từ 3 – 5cm. • Các phương pháp làm tăng hiệu quả muối chua Thêm VSV giống tinh khiết
Để dưa cải chua có chất lượng hoàn hảo, người ta còn sử dụng thêm vi khuẩn có giống tinh khiết để lên men chua lactic. Nhưng giống này thường được cho vào ở dạng nước chua, ở nhà máy người ta thường sản xuất nước chua bằng cách sử dụng giống vi khuẩn gây chua không tạo ra khí như Bact – Brassical Fermentati và Sacc – Brassicae Fermentati, nước chua được đựng trong chai. Để thu được nước chua người ta sử dụng nước dịch bào của dưa cải và nước sắc của chúng để làm môi trường. Sử dụng nước dịch bào Dịch bào thường lấy từ các thùng dưa cải được muối sau 3 – 4 ngày, nếulấy quá muộn thì sẽ không thích hợp vì nó chứa ít chất dinh dưỡng (đường) vì trong quá trình muối chua các loại VSV gây chua lactic đã sử dụng hết các chất đó. Nếu nước dịch bào không đủ có thể cho thêm nước với tỉ lệ 1:1 sau đó cho thêm đường vào khoảng 1% so với lượng nước dụch bào đã pha loãng, nước đó lọc qua vải và làm sôi để thanh trùng trong khoảng thời gian là 1 giờ, trong khi đun sôi người ta vớt bọt tạo ra. Sử dụng nước dưa cải sắc Nước dưa cải sắc thu được khi hầm nhừ dưa cải với nước, cứ 100 lít nước cần khoảng 20 – 25 kg dưa cải, hầm dưa cải cho mềm lọc lấy nước sắc và cho nước dịch bào vào. • Yêu cầu của môi trường của VSV lên men lactic Môi trường sử dụng để làm nước chua phải chứa khoảng 0,3 – 0,4% acid lactic. Ngoài ra để các loại VSV lạ khác không làm ảnh hưởng đến môi trường (Nước dịch bào và nước sắc của dưa cải) cần phải tiến hành thanh trùng bằng hơi nước nóng trong khoảng thời gian từ 30 – 40 phút ở 105 – 110oC. Sau khi thanh trùng người ta cho vào thùng và làm nguội xuống 35oC, sau đó cho vào 1% giống vi khuẩn tinh khiết lắc đều và để trong 3 ngày để giúp cho vi khuẩn lactic phát triển tốt, nhiệt độ tạo môi trường thích hợp là 25 – 30oC . Nước chua thu được có mùi vị chua thanh dịu, nước sánh đặc, nhìn qua kính hiển vi có hình que đồng nhất hoặc vòng ngắn gồm 2 –3 vi khuẩn. Nếu có màng xuất hiện trên bề mặt nước chua thì không thể sử dụng, vì đã có các loại vi khuẩn lạ phát triển. Sau khi đã phát triển giống vi khuẩn tinh khiết người ta trộn lâu với men cho vào thùng (1% nước chua của vi khuẩn và 0,25% men) (http://www.123doc.vn).
3.3.2 Quy trình sản xuất nem chua Hình 3: Quy trình sản xuất nem chua  Giải thích quy trình a. Thịt nóng Yêu cầu: Thịt mới nhận từ lò giết mổ, thịt vẫn còn tươi, khả năng giữ nước cao. Chưa có sự kết hợp của myosin và actin để tạo thành actomyosin nên cơ thịt mềm. Mục đích: Tạo giá trị cảm quan và tăng giá trị của sản phẩm; Thuận lợi cho quá trình kế tiếp (xử lý). b. Xử lý Yêu cầu: Loại bỏ hoàn toàn gân, mỡ Mục đích: Tránh làm mềm cấu trúc gel; Hạn chế sự ôi hỏng của sản phẩm; Thuận lợi cho quá trình xay. c. Lau thịt Yêu cầu: Lau khô nước còn dính trên nguyên liệu. Mục đích: Hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật làm ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. d. Ướp gia vị Yêu cầu: Muối (1%) , đường (10%), bột ngọt (0.75%), tiêu hột, men cái đông khô Neo-xel 2010 (0.02%). Ướp khoảng 5- 10 phút. Mục đích: Tăng giá trị cảm quan của sản phẩm.(mùi vị..); Tạo cơ chất cho quá trình lên men; Tạo áp suất thẩm thấu kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật e. Xay Yêu cầu: Xay với tốc độ chậm và đều để tránh hiện tượng sinh nhiệt trong quá trình xay làm ảnh hưởng đến cấu trúc gel sản phẩm; Xay đến khi khối thịt mềm, dai, dẻo, đàn hồi, có màu hồng đỏ. Mục đích: Protein bị biến đổi tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men; Tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm (mềm, giòn..) Phá vỡ cấu trúc sợi của mô cơ, tách rời các sợi protein trong bó cơ tạo điều kiện các phân tử, gia vị khuếch tán đều vào các khoảng trống, tạo cấu trúc gel. f. Định hình - Gói Yêu cầu: Cân nguyên liệu tạo sự đồng đều cho sản phẩm; Vo thành viên (tùy theo yêu cầu cảm quan sản phẩm) rồi gói bằng một lớp nilong, sau đó gói bằng lá chuối sau cùng tiến hành cột chặt bằng dây. Mục đích: Tạo hình dạng cho nem chua; Giữ nhiệt cho quá trình lên men; Tạo điều kiện thuận lợi, môi trường yếm khí cho vi khuẩn lactic hoạt động; Tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm; Hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật (vì nem chua là môi trường giàu giá trị
dinh dưỡng nếu vi sinh vật bên ngoài xâm nhập vào sẽ phát triển và lấn áp vi khuẩn lactic gây hư hỏng sản phẩm và những biến đổi không mong muốn); Tạo thuận lợi cho quá trình phân phối sản phẩm đến người tiêu dùng. g. Lên men Là quá trình chuyển hóa sinh học kị khí các hợp chất đường thành lactic (chủ yếu) và 1 số sản phẩm khác do sự hoạt động vi khuẩn lactic. Mục đích: Tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm; Độ rắn chắc sản phẩm; kích thích tiêu hóa; Có khả năng sát trùng; Ức chế sự phát triển VSV gây hư hỏng sp Yêu cầu: Nhiệt độ: 28-30o C; Thời gian: 2-3 ngày; pH :4.5. • Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic Thành phần nguyên liệu Quá trình lên men lactic là quá trình chuyển hóa hexose thành acid lactic, do đó hàm lượng acid lactic được tạo thành trong quá trình lên men có liên quan chặt chẽ đến hàm lượng đường có trong nguyên liệu ban đầu. Hệ vi sinh vật Quá trình lên men lactic quá trình sinh hóa được thực hiện bởi hệ vi sinh vật tự nhiễm. Độ pH Bất kì chủng vi sinh vật nào cũng có một khoảng pH thích hợp cho hoạt động của chúng. Nhưng trong quá trình lên men lactic trong sản xuất nem chua ta không thể khống chế được pH của nguyên liệu ở khoảng thích hợp được mà nó thay đổi 1 cách tự nhiên theo quá trình chín của nem chua. Do sự thay đổi tự nhiên này mà quá trình lên men lactic xảy ra từ từ và khi pH đạt được giá trị thích hợp thì lúc đó quá trình lên men sẽ xảy ra mạnh mẽ nhất. Nhiệt độ Cũng như những loài vi sinh vật khác, khi nhiệt độ càng cao thì quá trình lên men diễn ra càng nhanh nhưng chât lượng của nem thì lại giảm.do đó nhiệt độ thích hợp để quá trình lên men diễn ra thuận lợi và cho chất lượng cao nhất là 28-30oC. Độ yếm khí của môi trường Do quá trình lên men lactic trong sản xuất nem chua là qáu trình lên men lactic dị hình trong điều kiện yếm khí nên để quá trình lên men xảy ra tốt nhất phải tạo điều kiện yếm khí cho vi sinh vật lên men (http://www.123doc.vn). 3.3.3 Quy trình sản xuất yaourt theo phương pháp cổ truyền
Hình 4: Quy trình sản xuất yaourt truyền thống  Giải thích quy trình Nguyên liệu dung trong sản xuất yaourt có thể là sữa tươi hoặc sữa đã qua chế biến trước. Sữa được nấu sôi khoảng 1 giờ, sau đó được làm nguội đến 30 – 400C và cho vào một lượng nhỏ sản phẩm được làm từ trước. Đôi khi được sản xuất bằng cách acid hóa tự nhiên. Sau khi cho giống vào cần sấy sữa cho đều sau đó để ổn định sữa lên men. Trong quá trình lên men cóp sự biến đổi đường lactose của sữa Quá trình sinh hóa chủ yếu trong lên men sữa chua là đường lactose chuyển hóa thành glucose và galactose dưới tác dụng của enzyme lactaza. Sau đó, các sản phẩm đường đơn này tiếp tục chuyển hóa theo các phản ứng phức tạp thành pyruvic. Từ acid pyruvic sẽ khử hydro tạo thành acid lactic làm sữa bị acid hóa và sau đó đông tụ lại. C12H22O11. H2O C6H12O6 + C6H12O6 2C6H12O6 3CH3COOH + 2CH3CHOH-COOH Trong quá trình lên men acid lactic được tạo ra nhiều thì quá trình tách ion calci ra khỏi casein càng nhanh. Cấu trúc của casein bị thay đổi nhiều tạo thành khối casein bị vón cục lại khi pH ở điểm đẳng điện. NH2-R(COO)2Ca + 2CH3CHOH-COOH NH2-R(COOH)2 + CH3CHOH-(COO)2Ca
Chính các casein hiện diện trong sữa dưới dạng calcium caseinate, chất này dưới tác dụng của acid lactic được sinh ra tạo thành acid caseinic và calcium lactat. Acid caseinic tự do không hòa tan do đó gây đông tụ sữa. ngoài sản phẩm chính là acid lactic, quá trình lên men đường lactose còn cho nhiều sản phẩm phụ khác là các acid dễ bay hơi, rượu, ete, các vi khuẩn sinh hương tạo acetoin và diacetyl. C12H22O11 + H2O 4C2H5OH + 4CO2 + CH3COCOOH CH3COCOOH CH3CHO + CO2 CH3CHO + H2O CH3CH2OH Thời gian lên men phụ thuộc vào nhiệt độ, lượng giống cấy vào và loại giống. Lượng giống có thể từ 0,5- 5%. Phương pháp sản xuất và thành phần của giống cũng khác nhau tùy theo từng địa phương, từng quốc gia. Ở điều kiện lên men cổ truyền, nhiệt độ lên men phụ thuộc rất nhiều vào môi trường xung quanh và thành phần nuôi cấy tự điều chỉnh theo môi trường xung quanh. Ở nhiệt độ cao, vi khuẩn yaourt tiêu biểu sẽ phát triển (Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus). Ở nhiệt độ thấp hơn, vi khuẩn lactic không ưa nhiệt sẽ chiếm ưu thế. Điều này có thể giải thích sự khác nhau về thời tiết và sự khác nhau giữa các vùng trong việc sản xuất các sản phẩm yaourt. Lactobacillus bulgaricus tạo ra mùi, chủ yếu là mùi của acetaldehyde. Một sản phẩm chua với mùi này kết hợp với độ dặc chắc trong cấu trúc hợp thành đặc tính đặc trưng cho các sản phẩm giống như yaourt. Sự phát triển của một vài loại Leuconostoc cũng tham gia vào việc tạo ra diacetyl. Tất cả các sản phẩm nhận được từ sự lên men bằng tổng hợp chủng men ưa nhiệt và không ưa nhiệt gọi chung sản phẩm giống yaourt. Từ yaourt được dùng cho các sản phẩm được lên men từ 2 loại vi khuẩn duy nhất là Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus. Trong quá trình sản xuất các sản phẩm yaourt và tương tự yaourt theo phương pháp cổ truyền, có thể làm lạnh sản phẩm khi độ acid đạt yêu cầu, nếu sản phẩm để quá lâu sẽ có
mùi vị không thích hợp. Người ta có thể làm giảm mùi vị acid bằng cách pha loãng yaourt hoặc loại bỏ một ít nước sữa ( Nguyễn Đức Lượng, 2006). 3.3.4 Quy trình sản xuất nước giải khát lên men từ quả ổi