Quy trình muối chua rau củ quả

Chia sẻ: Vu Van Tri | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

1.031
lượt xem 173
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Rau quả đóng một vai trò quan trọng trong bữa ăn của con người.trong rau quả co các chất dinh dưỡng quý như: hidratcacon (chủ yếu là một số loại đường như glucoza, saccaroza, fructoza, tinh bột, xenluloza), các acid hữu cơ, vitamin, các chất khoáng, tannin, pectin,.v.v…

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Quy trình muối chua rau củ quả

Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU 1 Chương I. GIỚI THIỆU CHUNG 4 Chương II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH MUỐI CHUA RAU, CỦ, QUẢ 7 2.1.Lactic acid vi khuẩn và quá trình lên men lactic 7 2.2.Quá trình lên men lactic. 9 2.3.Các emzym để lên men acid lactic 14 2.4.Biến đổi gen vi khuẩn acid lactic 15 Chương III.ỨNG DỤNG QUY TRÌNH MUỐI CHUA TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM 17 3.1.DƯA BẮP CẢI 17 3.1.1.Nguyên liệu 18 3.1.2.Công nghệ chế biến. 18 3.1.3.Vi sinh vật trong quá trình lên men. 22 3.1.4.Hao hụt và hư hỏng của dưa bắp cải . 25 3.2. DƯA CHUỘT MUỐI CHUA 26 Trang 1
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật Trang 3.2.1.Nguyên liệu. 25 3.2.2.Công nghệ chế biến. 26 3.2.3. Vi sinh vật trong quá trình lên men . 29 3.2.4. Hao hụt và sự hư hỏng của dưa chuột muối chua. 31 Chương IV. TINH HOA VĂN HÓA NGƯỜI VIỆT. 32 4.1 .Một số sản phẩm muối chua từ rau,củ, quả. 32 4.2.Tinh hoa văn hóa ẩm thực người việt. 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 44 Trang 2
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật LỜI NÓI ĐẦU Rau quả đóng một vai trò quan trọng trong bữa ăn của con người.trong rau quả co các chất dinh dưỡng quý như: hidratcacon (chủ yếu là một số loại đường như glucoza, saccaroza, fructoza, tinh bột, xenluloza), các acid hữu cơ, vitamin, các chất khoáng, tannin, pectin,.v.v… Thành phần hóa học của rau quả tương đối phức tạp, nước chiếm t ới 65% - 95% ở dạng dịch tế bào. Trong dịch này có các hợp chất hữu cơ và các chất khoáng hòa tan. Hàm lượng chất khô trong rau quả thường dao động trong khoảng 10 – 20%, có trường hợp cao hơn. Trong rau quả có một số loại chứa một số chất thơm, chất màu chất kháng sinh thực vật (fitonxit). Rau quả có tương đối đầy đủ các chấ dinh dưỡng, vì vậy chúng cũng là môi trường thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển. Để bảo quản hoặc giữ rau, củ, quả được lâu mà vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng ,sau đây chúng ta đi nghiên cứu tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, quả ( một trong những phương pháp bảo quản truyền thống lâu đời ), đem lại rất nhiều lợi ích về kinh tế. Do đề tài có nhiều ý nghĩa mang tính thực tế, tài liệu bao quát khá r ộng nên việc chắt lọc tài liệu còn gặp nhiều bất cập, thiếu sót. Rất mong được sự góp ý chân tình từ quý thầy cô và các bạn sinh viên. Trang 3
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG . 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 và là tiêu điểm cho seminar này. 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 (Bảng 2.1); tuy nhiên, các dạng thương mại hầu hết được sản xuất với qui mô nhỏ (Buchenhuskes cùng cộng sự, 1990). Kimchi Hàn Quốc, mang tính truyền thống trong các bữa ăn gia đình, gần đây cũng đã được thương mại hoá (Cheigh & Park, 1994; Fleming cùng cộng sự, 1995a). Việc nghiên cứu vi sinh vật trong quá trình lên men rau quả sớm bắt đầu vào những năm đầu 1900. Nhiều nghiên cứu vẫn có giá trị đến ngày nay, nhưng có nhiều thay đổi trong quá trình lên men rau quả với qui mô thương mại. Tiêu điểm nghiên cứu gần đây là việc rút bỏ nước muối, là vấn đề có ý nghĩa môi trường, và áp dụng việc cấy men giống điều khiển quá trình lên men để sản phẩm cuối cùng tăng tính vững chắc. Nhiều báo chí đã viết về chủ đề lên men rau quả, và người đọc được chỉ dẫn thêm thông tin về chủ đề này. (Daeschel cùng cộng sự, 1987; Buchenhuskes cùng cộng sự, 1990; Fleming cùng cộng sự, 1995a; Garrido-Fernandez cùng cộng sự, 1995). Vi sinh vật tiêu biểu của rau quả tươi bị ảnh hưởng lớn bởi vi khuẩn gram âm hiếu khí và nấm men, trong khi mật độ vi khuẩn lactic tạo thành lúc đầu là thứ yếu (Mundt cùng cộng sự, 1967; Mundt & Hammer, 1968; Mundt, 1970; Schneider, 1988). Tuy nhiên, hầu hết rau quả hoặc nước ép của chúng chịu sự lên men lactic tự phát trong điều kiện yếm khí với độ ẩm, nồng độ muối và nhiệt độ được điều chỉnh thích hợp để vi khuẩn lactic có sự cạnh tranh thuận lợi. Sự phát triển của vi khuẩn lactic (Bảng 2.2) phụ thuộc vào thành phần hoá học (môi trường dinh dưỡng, nồng độ muối, pH) và tính chất vật lí (loại rau quả, nhiệt độ Trang 4
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật môi trường). Môi trường thay đổi trong suốt quá trình lên men, sinh vật chiếm ưu thế thường là vi khuẩn có đặc điểm đặc biệt và sinh trưởng tốt. Vi khuẩn gram âm sớm bị ức chế trong quá trình lên men bởi muối thêm vào và acid tạo thành nhanh. Bảng 2.1 Một vài sản phẩm rau quả lên men mang tính thương mại ở Châu Âu, Bắc Mĩ và Hàn Quốc. Sản phẩm thương mại chính Sản phẩm thương mại phụ Ôliu Artisô Cà chua xanh Dưa bắp cải Bắp cải (Cà chua chưa chín) Dưa leo Kimchia Capers Cà rốt Lupinus beans Cải bông Dưa Cần tây Ớt ngọt Ớt cay Cà tím Tỏi Củ cải đường Đậu xanh Bắp cải đỏ Củ cải Trích từ Buchenhiskes, 1993. Sản phẩm có tính thương mại cao ở Hàn Quốc. a Bảng 2.2 Sản phẩm phức tạp của vi khuẩn lactic trong quá trình lên men rau quả. Vi khuẩn acid lactic Dạng lên men Các s ản ph ẩm chính Hình dạng lactic Lên men đồng thể Enterococcus faecalis Lactate L(+) Lên men đồng thể Lactobacillus bavaricus Lactate L(+) Lên men dị thể Lactobacillus brevis Lactate, acetate, CO 2 Trang 5
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật DL Lên men đồng thể Lactobacillus plantarum Lactate D(-),L(+), DL Lên men d ị th ể Lactate, acetate D(-),L(+), DL Lên men đồng thể Lactococcus lactis Lactate L(+) Lên men dị thể Leuconostoc mensenteroides Lactate, acetate, CO 2 D(-) Lên men đồng thể Pediococcus pentosaceus Lactate DL, L(+) Trích từ Fleming cùng cộng sự (1995a). Vi khuẩn lactic có khả năng sinh ra các chất có hoạt tính kháng sinh, ức chế vi khuẩn phân huỷ peptides hoặc protein tuỳ thuộc vào giống loài. Vi khuẩn lactic là loại phổ biến sản sinh ra các chất có hoạt tính kháng sinh cả trong qui mô lớn và nhỏ (Klaenhammer, 1988). Những kết quả báo cáo nghiên cứu trên qui mô lớn, sản phẩm chất có hoạt tính kháng sinh của vi khuẩn lactic được phân lập từ quá trình lên men rau quả tự nhiên biểu thị rằng chất kháng vi khuẩn phân huỷ protein đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men thực phẩm truyền thống về mặt sinh thái học. (Fleming cùng cộng sự, 1975; Daeschel & Klaenhammer, 1985; Anderson, 1986; Daeschel cùng cộng sự, 1990; Harris cùng cộng sự, 1992a; Uhlman cùng cộng sự, 1992; Atrih cùng cộng sự, 1993; Jimenez-Diaz cùng cộng sự, 1993). CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH MUỐI CHUA RAU, CỦ, QUẢ . Trang 6
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật Muối chua có ý nghĩa lớn tong việc cất giữ rau quả. Khó có thể giữ được các loại rau bắp cải, su hào, rau cải, dưa chuột, cà chua trong thòi gian dài để cung cấp cho người tiêu dung ở các thành phố hoặc khu công nghiệp trong lúc giáp vụ hoặc thời tiết sang khô khan hiếm rau tươi. Muối chua rau dưa có từ xưa. Song, ở nước ta việc tìm hiểu các quá trình hóa sinh – vi sinh ở đây đang được chú trọng và đên1 nay việc sản xuất các sản phẩm muối chua theo quy mô công nghiệp đang được chu trọng phát triển. hiện nay, các sản phẩm muối chua đang được bày bán trên thi trường thực phẩm và bước đầu đã nhắm vào đúng thị hiếu của người tiêu dùng. 2.1.Lactic acid vi khuẩn .[2] Vi khuẩn lactic acid là một trong các vi sinh vật học tốt nhất. phát triển mới quan trọng đã được thực hiện trong các nghiên cứu của các vi khuẩn axit lactic trong các lĩnh vực đa kháng, bacteriocins, đại biểu cảm, osmoregulation, autolysins và bacteriophages. Tiến trình này cũng được thực hiện trong việc xây dựng các cấp thực phẩm biến đổi gen vi khuẩn axit lactic. Những tiềm năng đã mở các ứng dụng mới cho các vi sinh vật trong ngành công nghiệp khác nhau Các đặc tính mong muốn của các vi sinh vật công nghiệp có khả năng lên men nhanh chóng và hoàn toàn nguyên vật liệu rẻ tiền, yêu cầu số tiền tối thiểu của các chất đạm, cung cấp sản lượng cao stereo ưa thích acid lactic cụ thể trong điều kiện pH thấp và nhiệtđộ cao, sản xuất số lượng thấp của khối tế bào và không đáng kể số lượng các sảnphẩm phụ khác. Sự lựa chọn của một cơ quan chủ yếu phụ thuộc vào carbohydrate để được lên men. Lactobacillus delbreuckii phân loài delbreuckii có khả năng lên men đường sucrose. Lactobacillus delbreuckiiphân loài bulgaricus có thể sử dụng đường lactose. helveticus Lactobacillus có thể sử dụng cả hai lactose và galactose. Lactobacillus amylophylus và amylovirus Lactobacillus có khả năng lên men tinh bột. lactis Lactobacillus có thể lên men glucose, sucrose và galactose. pentosus Lactobacillusđã được sử dụng để lên men rượu chất thải sulfite. Trang 7
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật Lactobacillus có nhu cầu dinh dưỡng phức tạp, vì họ là những nhóm vi sinh vật đã bị mất khả năng tổng hợp các yếu tố tăng trưởng của mình. Họ không thể phát triển hoàn toàn vào nguồn cacbon và nitơ muối vô cơ. .[1] 2.2.Quá trình lên men lactic.[4] 2.2.1. Cơ chế lên men lactic Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành axit lactic nhờ vi sinh vật, điển hình là vi khuẩn lactic. Lên men lactic là một trong những loại hình lên men phát triển nhất trong thiên nhiên, có hai kiểu lên men lactic chính là lên men đồng hình và lên men dị hình. 2.2.1.1. Lên men lactic đồng hình (điển hình) Trong trường hợp này axit pyruvic được tạo thành theo sơ đồ Embden- Mayerhorf-Parnas (EMP). Sau đó axit pyruvic sẽ tạo thành axit lactic dưới tác dụng của enzyme lactatdehydrogenase. Lượng axit lactic tạo thành chiếm hơn 90%. Chỉ một lượng nhỏ pyruvat bị khử cacbon để tạo thành axit axetic, etanol, CO2 và axeton. Lượng sản phẩm phụ tạo thành phụ thuộc vào sự có mặt của oxy. Phương trình tổng quát của quá trình lên men lactic điển hình như sau : C6H12O6 → 2CH3-CHOH-COOH + 94 KC ( glucoza ) ( acid lactic ) 2.2.1.2. Lên men lactic dị hình (không điển hình) Xảy ra trong trường hợp vi khuẩn lactic không có các enzyme c ơ bản c ủa s ơ đồ Embden – Mayerhorf – Parnas (aldolase và triozophotphatizomerase), vì vậy xilulose 5-photphat sẽ được tạo thành theo con đường pento-photphat (PP). Trong trường hợp này chỉ có 50% lượng đường tạo thành axit lactic, ngoài ra còn có các sản phẩm phụ khác như: axic axetic, etanol, CO2. Các sản phẩm phụ tương tác với nhau tạo thành ester có mùi thơm. Phương trình tổng quát: . 2C6H12O6 = CH3-CHOH-COOH + HOOC-CH2-CH2-COOH + ( glucoza ) ( acid lactic ) ( acid xucsinic ) Trang 8
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật + CH3 – COOH + CH3-CH2-OH + CO2 + H2 ( rượu etylic) ( acid acetic ) Glucose axit lactic (40%) axit acetic etanol axit sucxinic. Lượng sản phẩm phụ tạo thành hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh vật, vào môi trường dinh dưỡng và điều kiện ngoại cảnh, nói chung thì axit lactic thường chiếm 40% l ượng đường đã được phân hủy, axit sucxinic 20%, rượu etylic chiếm 10%, axit axetic 10% và các loại khí gần 20%. 2.2.2.Vi khuẩn lên men lactic 2.2.2.1. Đặc điểm 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. Sự phát triển của nó cần có sự có mặt của peptone, axit amin hay dưỡng là giàu vitamin, axit amin và khoáng chất. Quá trình lên men xảy ra tốt nhất trong môi trường axit pH từ 5,5 ÷ 6, khi pH nhỏ hơn 5,5 quá trình lên men bị dừng lại. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men từ 15 ÷ 50 oC. Tuy nhiên, mỗi loài có khoảng nhiệt độ thích hợp khác nhau, nếu nhiệt độ lớn hơn 80 oC vi khuẩn lactic bị tiêu diệt hoàn toàn. 2.2.2.2. Phân loại Người ta dựa vào quá trình lên men chia vi khuẩn lactic thành hai loại: vi khuẩn lactic lên men đồng hình và dị hình. Lên men đồng hình: + Lactobacterium casei: đây là những trực khuẩn rất ngắn gây chua sữa tự nhiên. Yếm khí tuỳ tiện, lên men tốt glucose, maltose, lactose tạo ra môi trường có từ 0,8 ÷ 1% axit lactic. Ở điều kiện bình thường gây chua sữa trong vòng 10 đến 12 giờ. Nguồn nitơ cho vi khuẩn này là peptone. Nhiệt độ tối thiểu cho chúng phát triển là 10oC, tối ưu là 35oC và tối đa là 45oC, chúng thuỷ phân cazein và gelatin rất yếu. + Streptococcus cremoris: thường tạo thành chuỗi dài, thường phát triển ở nhiệt độ thấp hơn Lactobacterium casei, tối ưu từ 25 oC ÷ 30 oC, lên men glucose, galactose. Trang 9
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật + Lactobacterium bulgaricus: đây là trực khuẩn rất dài, nhiệt độ phát triển tối ưu là 20oC, có khả năng lên men glucose, lactose. Có khả năng tạo độ axit cao (3,7% axit lactic). + Lactobacterium delbruckii: thường gặp trên hạt đại mạch, đây là trực khuẩn lớn. Trong quá trình phát triển của mình chúng có khả năng tạo thành sợi. Nhiệt độ tối ưu cho chúng phát triển từ 45 ÷ 50oC, khác với các loài khác chúng không có khả năng lên men đường lactose vì vậy chúng không được dùng trong chế biến sữa. + Lactobacterium cueumeris fermenti: thường tìm thấy chúng trong sữa ủ chua. Là trực khuẩn không chuyển động, thường tạo thành tế bào đơn và có khi tạo thành chuỗi. Thường chúng tạo thành chuỗi trong quá trình lên men. Khả năng tạo axit tối đa trong môi trường từ 0,9 ÷ 1,2%. Lên men dị hình: + Streptobacterium hassice fermentatae: thường thấy chúng trong các dịch lên men chua rau cải. Chúng tồn tại từng tế bào riêng biệt hoặc ghép thành từng đôi, hoặc chuỗi ngắn có khi ghép thành từng chuỗi dài hình sợi. Khi lên men rau cải chua tạo thành axit lactic, axit axetic, rượu etylic và CO2. Lên men đường saccarose tốt hơn lên men đường lactose. + Lactobacterium lycopersici: là trực khuẩn gram dương, sinh hơi, tế bào tạo thành chuỗi hay đơn, có khi ghép thành đôi một. Khi lên men chúng tạo thành axit lactic, rượu êtylic, axit axetic và CO2. Chúng có khả năng tạo bào tử, tế bào sinh dưỡng thường chết ở nhiệt độ 80 oC. 2.2.3. Ứng dụng 2.2.3.1. Sản xuất axit lactic Nguyên liệu dùng để sản xuất axit lactic là: rỉ mật, đường, tinh bột đã được đường hoá. Nồng độ đường sử dụng cho quá trình lên men lactic từ 8 đ ến 20%. Nếu nguyên liệu là rỉ mật phải làm trong để loại bỏ các hợp chất chứa nitơ. Quá trình lên men lactic xảy ra rất tốt trong môi trường axit, tuy nhiên vi khuẩn lactic không có khả năng chịu được nồng độ axit quá cao. Khi nồng độ axit quá cao sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn, vì vậy cần phải điều chỉnh đ ộ pH Trang 10
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật của môi trường từ 6,3 ÷ 6,5. Trong thực tế sản xuất người ta thường xuyên bổ sung vôi tôi hoặc cacbonat canxi để giữ pH của môi trường không thay đổi. Axit lactic thu được sẽ ở dạng muối canxilactat. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men lactic là 50oC, trong quá trình lên men lactic có nhiều vi khuẩn tham gia vì v ậy sản phẩm thu được ngoài axit lactic còn có CO2 và một số sản phẩm phụ khác. Người ta sản xuất axit lactic theo cách lên men đồng hình sau đó tinh chế thành axit lactic tinh khiết để ứng dụng vào trong ngành công nghệ thực phẩm, thay thế axit citric trong sản xuất bánh kẹo, đồ hộp… Trong công nghiệp nhẹ, axit lactic là dung môi cho công nghiệp sản xuất sơn, vecni, nhuộm và thuộc da. Trong công nghiệp rượu, axit lactic được dùng dưới dạng muối của canxi. 2.2.3.2. Chế biến các sản phẩm sữa Trong sữa chứa đường, cazein và các loại muối khoáng khác nên là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Trong sữa bình thường chứa khá nhiều vi sinh vật (khoảng 300 đến 400tb/1ml), vi sinh vật xâm nhập vào sữa bằng nhiều con đường khác nhau. Để sản xuất các sản phẩm sữa khác nhau người ta dùng các giống vi khuẩn lactic khác nhau. Ứng dụng vi sinh vật vào trong chế biến sữa được biết từ rất lâu. - Sản xuất sữa chua: nguyên tắc làm sữa chua là do sự phát triển của vi khuẩn lactic làm pH giảm mạnh, cazein trong sữa bị đông tụ. Sữa từ dạng lỏng chuyển sang dạng keo sệt và có mùi vị thơm ngon. Quá trình làm sữa chua người ta phải sử dụng hai chủng vi khuẩn lactic đồng hình và dị hình. Vi khuẩn lactic đ ồng hình lên men nhanh làm giảm pH, vi khuẩn lactic dị hình lên men chậm và tạo thành mùi thơm đặc trưng của sữa chua. - Sản xuất phomat: để sản xuất phomat người ta dùng enzyme đông kết thu cazein trong sữa, sau đó tiếp tục cho lên men với nồng độ muối loãng. Tuỳ loại phomat mà trong quá trình ủ chín người ta sử dụng các loài vi sinh vật khác nhau. Các loại vi sinh vật thường được sử dụng để làm chín phomat là: vi khuẩn propionic, nấm mốc… Trang 11
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật 2.2.3.3. Muối chua rau quả Muối chua rau quả nhằm hai mục đích cơ bản sau đây: bảo quản nguyên liệu và làm tăng giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan của rau quả. Nguyên tắc để muối chua rau quả là tạo điều kiện để phát triển vi khuẩn lactic đồng thời hạn chế tác dụng của vi khuẩn gây thối rữa. Hiện nay có rất nhiều sản phẩm rau quả muối chua được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Quá trình muối chua rau quả được tiến hành như sau: - Lựa chọn rau quả - Xử lý sơ bộ - Phơi nắng - Cho thêm đường, muối, nước - Lên men - Muối chua. Thông thường muối chua rau quả người ta sử dụng 3% lượng muối so với rau quả. Nếu nồng độ muối thấp thì rau quả dễ bị thối. Nếu nồng độ muối quá cao thì quá trình lên men chậm, sự tạo thành axit lactic giảm. Tác dụng của một số quá trình cơ bản trong muối chua rau quả. - Quá trình phơi nắng: làm giảm lượng nước có trong nguyên liệu. - Cho thêm muối, đường: tạo áp suất thẩm thấu, làm nguyên liệu dễ nén chặt, không bị nát và trở nên giòn. Làm tăng nhanh quá trình lên men. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men là 26 ÷ 35oC. Tuy nhiên, ở nhiệt độ này vi khuẩn butyric có thể phát triển mạnh nên trên thực tế người ta khống chế ở nhiệt độ trong khoảng 20 ÷ 25oC. Thông thường vi khuẩn lactic chịu được nhiệt đ ộ thấp hơn so với vi khuẩn khác, vì vậy trong muối chua cần tăng nhanh độ axit để loại trừ khả năng nhiễm của một số loài vi sinh vật khác. 2.2.3.4. Ủ chua thức ăn gia súc Từ lâu người ta đã biết sử dụng quá trình lên men lactic để ủ chua thức ăn gia súc. Phương pháp ủ chua thức ăn gia súc đặc biệt cần thiết đối với các trại chăn nuôi gia súc. Trang 12
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật Nguyên liệu dùng làm thức ăn cho gia súc nếu đem phơi khô sẽ làm giảm 50% giá trị của chúng. Nhưng nếu ta đem ủ chua thì chỉ giảm khoảng 10% giá trị. Đặc biệt bằng phương pháp ủ chua sẽ tăng nhiều chỉ số dinh dưỡng khác của thức ăn. Một trong những phương pháp phổ biến là ủ chua thức ăn thủ công. Các loại thức ăn gia súc là thực vật được băm nhỏ rồi cho vào vật chứa, cho thêm một ít nước vo gạo. Sau đó ủ kín 1 đến 2 ngày và cho gia súc ăn. Quá trình ủ chua thức ăn gia súc thường qua 3 giai đoạn sau: Giai đoạn 1: là giai đoạn phát triển hỗn hợp nhiều loài vi sinh vật khác nhau có trong thành phần của nguyên liệu, từ nước hoặc từ không khí. Giai đoạn 2: quá trình lên men lactic đồng hình xảy ra mạnh. Các loài vi khuẩn lactic chỉ phát triển trong điều kiện yếm khí, nếu có oxy vi khuẩn gây thối phát triển sẽ tạo thành mùi khó chịu và ảnh hưởng đến thức ăn ủ chua. Chất lượng khối ủ phụ thuộc rất nhiều vào sự phát triển của vi khuẩn lactic. Giai đoạn 3: khi ủ tới thời kỳ chín thì chính vi khuẩn lactic cũng bị tiêu diệt do lượng axit lactic tạo thành nhiều trong môi trường. Trong giai đoạn này nếu khối ủ không sạch mà bị lẫn đất cát, vi khuẩn butyric sẽ phát triển, gây cho khối ủ có vị đắng và mùi khó chịu. Nhiệt độ thích hợp cho khối ủ là 25 ÷ 30oC. Hiện nay trong quá trình ủ chua người ta còn còn cho thêm muối với nồng độ từ 0,1 ÷ 0,5% so với nguyên liệu. Cho thêm muối để làm tăng khả năng trích ly các chất và tăng cường khả năng trao đổi chất của vi sinh vật. Đây là hình thức bảo quản thực phẩm bằng công nghệ lên men vi sinh vật. Quá trình chuyển hóa sinh học trong khi muối rau quả có thể chia làm các giai đoạn: a. Muối ăn (NaCl) có nồng độ 2,5 – 3% khi muối dưa sẽ làm cho môi tr ường ưu trương đường và các chất từ tế bào rau quả một phần sẽ khuếch tán ra môi trường, do đó vi khuẩn lactic cùng các vi sinh vật khác cùng phát triển. . 2.3.Các emzym để lên men acid lactic.[2] Trang 13
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật Lactic acid được sản xuất theo hình thức L (+) hoặc D (-) acid lactic hoặc hỗn hợp racemic của nó.Các sinh vật đã hình thành L (+) hình thức hoặc D (-) hình thức có hai dehydrogenases lactate (LDH), khác nhau về stereospecifity của họ. Một số lactobacilli sản xuất L (+) hình thức, mà về tích tụ gây ra một racemase, trong đó chuyển đổi nó thành D (-) lactic acid cho đến khi đạt được mức cân bằng. The-lactate dehydrogenase L trong L. casei đã được tìm thấy là một loại enzyme allosteric với fructose 1,6 - bisphosphate (FDP). Trong một số trường hợp, Mn 2 + đóng vai trò như đồng yếu tố này. Các LDH trong L. casei và sinh vật nhân chuẩn và trong L. casei và vật có xương sống cho thấy 37% và 76% tương ứng, nhưng các trang web hoạt động cho thấy 70% và 86% tương ứng trong đó cho thấy rằng những phần thiết yếu của các enzyme này đã được bảo tồn. So với các enzym có xương sống L. casei được tìm thấy đến 12 amino acid dư-thiếu-N tại ga cuối, được tìm thấy là một đặc điểm chung của các enzym vi khuẩn không phân biệt các hành vi allosteric. L. casei cũng mang 7 acid amin dư lượng bổ sung ở cuối C nhưng không biết liệu điều này cũng là đặc tính của các enzym vi khuẩn như không có trình tự hoàn chỉnh của vi khuẩn enzym khác có sẵn. Mặc dù sự khác biệt trong cấu trúc tiểu học, tinh thể phân tích cho thấy rằng cấu trúc tổng thể của các enzym allosteric trong L. casei và các-allosteric enzyme trong vật có xương sống không phải là tương tự. Vì vậy, có lẽ là sự thay đổi nhỏ trong cơ cấu chính có trách nhiệm cho hành vi allosteric của nó. Sự vắng mặt của các amino axit đầu tiên 12 ở N-trạm cho thấy một liên kết effector trang web có thể, còn kế toán cho hiệu lực ức chế phân ly của Mn 2 + hoặc (Mn 2 + + FDP) trên enzim.Các enzyme tetrameric phân ly thành nhị trùng cho thấy dung môi khả năng truy cập miễn phí để tyrosine dư lượng, mà có thể không nằm trong khu vực liên hệ với tiểu đơn vị. Tryptophan dư lượng nằm trong sự hấp thụ tia UV và protein huỳnh quang bởi effector ràng buộc nhưng protein huỳnh quang đã được tìm thấy sẽ được phá hủy trong bromide sulfonium dimethyl, và cũng không có ảnh hưởng đến FDP ràng buộc. Vì vậy, nó có thể là do một số dư lượng tyrosine từ xa. Tuy nhiên, sự chuyển hóa đường của L. casei đã được tìm thấy sẽ được kiểm soát bởi các loại carbohydrates có sẵn, trong đó xác định số tiền của FDP và trung gian Trang 14
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật phosphate triose. Kiểm soát các hoạt động của LDH và enzyme khác để sản xuất các chất chuyển hóa khác với acid lactic. Ngoài ra FDP kiểm soát độc lập của Lactate dehydrogenase đã được báo cáo trong L. bulgaricus . Khi sinh vật này được trồng trong nền văn hóa liên tục, một sự thay đổi pH từ axit để kiềm khiến nó catabolize đường trong một chế độ heterofermentation của đường phân chia phosphoketolase. Điều này hàm ý rằng trong lactate dehydrogenases vi khuẩn lactic acid đã được dưới sự kiểm soát của không chỉ ảnh hưởng đến allosteric mà còn biểu hiện gen. 2.4.Biến đổi gen vi khuẩn acid lactic.[2] Một vài nỗ lực đã được thực hiện để cải thiện L (+) lactic acid sản xuất bằng kỹ thuật trao đổi chất trong lactobacilli sản xuất cả hai L (+) và D (-) axit lactic . Trong helveticus Lactobacillus bất hoạt của LDH D (D-lactate dehydrogenase gen) đã dẫn tới một sự gia tăng gấp hai trong số tiền của L) lactic acid + (, qua đó phục hồi tổng số tiền của acid lactic đến mức trong chủng loại hoang dã. Hai ổn định LDH tiêu cực chủng D của helveticus Lactobacillusđược xây dựng theo phương pháp thay thế gen. là dòng được xây dựng bởi một xóa nội bộ của vùng promoter do đó ngăn ngừa sự phiên mã của các LDH gen D. Việc thứ hai xây dựng đã được chuẩn bị bằng cách thay thế LDH gen D với LDH L, do đó nhân đôi liều lượng gen. Các lactate dehydrogenase-L là hoạt động tăng 53% và 93% tương ứng trong hai chủng biến đổi hơn so với chủng loại hoang dã. Hai D-lactate dehydrogenase âm giống chỉ sản xuất L (+) lactate trong một số tiền bằng với tổng số lactate được sản xuất bởi các chủng loại hoang dã ( Nikkila et al. 2000 ). Các gen mã hóa L (+) lactate dehydrogenase được phân lập từ Lactobacillus plantarum và nhân bản vô tính thành Escherichia coli . Điều này đã được lập trình tự gen và được sử dụng để xây dựngLactobacillus plantarum chủng bằng cách qua thể hiện hoặc không thể hiện LDH L. Một multicopy plasmid mang LDH gen L đã được giới thiệu vào Lactobacillus plantarum mà không sửa đổi các tín hiệu biểu hiện của nó. Điều này làm tăng lactate dehydrogenase-L 13-lần nhưng nó hầu như không có bất kỳ ảnh hưởng đến sản xuất của L (+) lactate hoặc D (-) lactate. Một ổn định nhiễm sắc thể xóa trong LDH L gen dẫn đến sự vắng mặt Trang 15
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật của lactate dehydrogenase-L và trong sản xuất độc quyền của các đồng phân-D của lactate ( Ferain et al. 1994 ). Trong Lactococcus lactis, khi số lượng bản sao của lac operon trong đó LDH L gen được tăng lên, nó dẫn đến một sự gia tăng nhỏ trong sản xuất axit lactic ( Davidson et al. 1995 ). Các lactate dehydrogenase gen-D ( LDH D) của johnsonii Lactobacillus được phân lập, và một trong ống nghiệm sao chép cắt ngắn của gen được sử dụng để vô hiệu hóa các bản sao di truyền của chủng hoang dã. Đối với một-bp xóa 8 được tạo ra trong nhân bản vô tính LDH gen D để vô hiệu hóa chức năng của nó. Các plasmid có chứa các thay đổi LDH D đã được chuyển giao cho johnsonii Lactobacillus qua comobilisation conjugative với Lactococcus lactis . tích hợp Crossover của plasmid ở gen LDH trang web D đã được lựa chọn, và chiếm đoạt giải của các cấu trúc dẫn đến đột biến hoàn toàn thiếu lactate dehydrogenase- D. Số còn lại thấp hơn L-lactate dehydrogenase hoạt động định tuyến pyruvate để L-lactate với mức tăng biên vào cuối acetaldehyde sản phẩm phụ, acetoin và diacetyl ( et al Lapierre năm 1999. ). E. coli là một yếm khí tùy ý, có thể mang theo lên men trộn trong hoạt đ ộng c ủa glucose, cũng không thể phát triển trên đường. Tuy nhiên, một dehydrogenase rượu ( ADH),phosphotransacetylase (PTA) tăng gấp đôi đột biến đã có thể phát triển anaerobically trên đường bằng cách lên men lactate sản xuất D-lactate và một lượng nhỏ của succinat. Một đột biến bổ sung trong cacboxylaza gen pyruvate phosphoenol thực hiện các đột biến sản xuất D-lactate như một homofermentative trong đó các sản phẩm chủ yếu được format, acetate, d-lactate, succinat và ethanol. Một PTA - đột biến, đó là không thể tổng hợp phosphotransacetylase chịu trách nhiệm về sự hình thành acetate, đãkhông thể phát triển trên đường. An ADH - không có đột biến rượu ở vi khuẩn axit lactic ( Narayanan và cộng sự năm 2004. ). An-Lactate dehydrogenase L gen được đưa vào này lactate dehydrogenase D thiếu gen đột biến, điều này dẫn đến sản xuất- lactate dehydrogenase L là sản phẩm lên men chính ( Chang et al. 1999 ). Rhizopus oryzae đã lên men enzyme ethanol cho phép các loại nấm phát triển trong thời gian ngắn khi không có oxy. Một đột biến đã được phân lập đó thể Trang 16
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật hiện chỉ có 5% của hoạt động dehydrogenase loại rượu tự nhiên dưới O 2 điều kiện hạn chế. Vì vậy, pyruvate được con thoi để hình thành axit lactic ( Skory và cộng sự năm 1998. CHƯƠNG III ỨNG DỤNG QUY TRÌNH MUỐI CHUA TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM. 3.1. DƯA BẮP CẢI.[3] Sự tiến hoá của sản phẩm bắp cải muối chua được biết đến ngày nay là do nghiên cứu của Pederson (1960) và Pederson & Albury (1969). Bắp cải (Brassica oleracea) được biết và sử dụng thường ít nhất 4000 năm. Dưa bắp cải là kết quả của sản phẩm từ quá trình lên men lactic tự nhiên của muối, bắp cải đã được thái sợi. Theo người Đức nghĩa của từ acid (làm chua / Sauer) bắp cải (Braut). Đầu tiên dưa bắp cải được làm từ những lá bắp cải với nguồn giấm chua hoặc giấm công nghiệp (Vaughn, 1985). Sau đó, bắp cải được cắt thành nhiều miếng nhỏ, cho vào thùng và rót dung dịch có tính acid “Nước quả chua” từ còn xanh (chưa chín) nho hoặc nguồn trái cây khác. Thời gian chuyển đổi từ dung dịch có tính acid thành nước dưa muối thì không cố định. 3.1.1.Nguyên liệu Loại bắp cải (cây trồng) để sản xuất dưa bắp c ải thương mại đ ược phát triển một cách đặc biệt. Yêu cầu là bắp cải có màu trắng, hương vị dịu, ngọt, vì nó làm cho sản phẩm tốt hơn. Điểm cần quan tâm là độ rộng lớn và dày đặc ở phần đầu (3.5- 5.5Kg) với số lượng tối thiểu lá xanh ở phía ngoài. Nồng độ đường có thể lên men được khoảng 5%, với nồng độ fructose và glucose xấp xỉ ngang bằng nhau (mỗi loại 2.5%) và lượng đường sucrose thấp (Bảng 2.3). Thành phần của một vài loại bắp cải có ch ất di ệt khuẩn và nó ph ụ thuộc vào loại vi khuẩn lactic chiếm ưu thế trong quá trình lên men (Kyung & Fleming, 1994a). Hầu hết những thành phần kìm hãm quan trọng là sản phẩm Trang 17
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật thủy phân đường glucose tạo thành iso thiocyanates, nitriles và thicyanates.Gần đây, hợp chất kìm hãm methyl methanethiosulphinates được xem như hợp chất diệt khuẩn chủ yếu trong bắp cải (Kyung & Fleming, 1994b). Bảng 2.3 Hàm lượng đường khử và không khử trong nguyên liệu bắp cải, dưa chuột . Hàm lượng (%) Thành Lá bắp cảia Lõi bắp cảia Dưa chuộtb . phần Đường không khử NDd 0.1- 0.4 1.3- 2.4 Sucrose 2.0- 2.7 Đường 2.0- 2.1 1.0- 1.2 1.0- 1.4 khử 2.2- 2.6 1.1- 1.7 1.0- 1.3 Fructose Glucose Trích từ Fleming cùng cộng sự (1988b). a Trích từ McCombs cùng cộng sự (1976) và Fleming cùng cộng sự (1988b). b Trích từ Garrido- Fernandez cùng cộng sự (1995). c ND, không phát hiện (không tìm thấy). d 3.1.2.Công nghệ chế biến. Dưa bắp cải được làm từ phương pháp muối khô bắp cải (Hình 2.1). Bắp cải tự được cắt để loại bỏ phần lá xanh bên ngoài, lá gãy hoặc lá dơ (tới 30% khối lượng). Những phần lõi được cắt bằng máy cắt lõi đảo ngược tức là cắt phần lõi trên đầu của lá. Điều chỉnh dao quay cắt đầu bắp cải thành những miếng nhỏ có kích thước 0.08- 0.16 cm. Tốt hơn là cắt thành sợi dài nhưng đ ộ dày được xác định tuỳ thuộc vào người sản xuất, máy cắt nhỏ và bắp cải đ ược sử dụng. Bắp cải đã cắt (cũng như món xà lách từ bắp cải ) được chuyển bằng băng tải đến những thùng chứa.Tiến trình muối khác nhau. Ở những nơi có phương tiện sản xuất thì bắp cải miếng nhỏ được cân trên dây băng tải và đúng lượng muối (2- 2.5%) được rắc trên bắp cải miếng nhỏ khi khối bắp cải di Trang 18
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật chuyển dọc băng chuyền đến thùng chứa. Ở những nơi khác, vận chuyển bằng tay thì bắp cải có thể được cân ở mỗi lần vận chuyển hoặc cân định kỳ bắp cải trong thùng chứa để kiểm tra số lượng số lượng chuyển đến thùng chứa.Trong quá trình chế biến, cần quan tâm lượng muối vào được đồng đều. Những cái cào để phân phối những miếng cải nhỏ chất thành đống trong thùng chứa ngấm muối đồng đều. Với những thùng lên men lớn 180 tấn, những tấm thuỷ tinh được sử dụng để ngăn cách mỗi ngăn khoảng 20 tấn; tuy nhiên, nhiều thùng lên men nhỏ được sử dụng trong sản xuất dưa bắp cải có tính đặc biệt. Mỗi thùng chứa được đổ đầy đến mức đ ộ thích hợp, phủ một tấm plastic lớn đủ che trên đỉnh thùng chứa. Trong giai đoạn đầu, muối làm cho dịch bào trong rau tiết ra. Trọng lượng dung dịch nước và nước muối ở phía trên nén ép miếng bắp cải nhỏ đi xuống đến khi những miếng bắp cải được ngập hết trong nước muối. Trong thời gian ngắn, điều kiện trong thùng chứa trở nên yếm khí bởi oxy giảm và CO2 sinh ra do sự phát triển của vi khuẩn lactic. Nhiệt độ và nồng độ muối NaCl lý tưởng cho quá trình lên men d ưa bắp cải khoảng 180C và 1.8- 2.25% NaCl. Điều này được Parmele cùng cộng sự (1927) ghi nhận đầu tiên và Marten et al (1929), và được trình bày chi tiết trong nghiên cứu của Pederson & Albury (1969). Khi gần nhiệt độ và nồng độ muối này thì vi khuẩn lactic bắt đầu hoạt động (Hình 2.2). Thực tế sản xuất thương mại ở Bắc Mĩ không điều khiển nhiệt độ, quá trình lên men xảy ra ở nhiệt độ môi trường xung quanh. Nhiệt độ của quá trình lên men trong lúc đầu liên quan đến nhiệt độ bắp cải nhập vào, có thể thay đổi (từ thấp hơn 10 0C đến xấp xỉ 300C), phụ thuộc vào thời gian và thời tiết trong năm. Phương pháp ướp muối khô làm cho nồng độ muối không đồng đều trong thùng chứa.(Pederson & Albury, 1969). Quá trình lên men được tiến hành ngắn là khoảng một vài tuần, dài khoảng một năm trước khi bao gói. Ở Bắc Mĩ, dưa bắp cải đ ược dự tr ữ trong thùng lên men và đóng hộp khi đủ đơn đặt hàng của khách hàng. Đây là đường lối kinh tế để tồn trữ dưa bắp cải nhưng kết quả là làm thay đổi sản phẩm cuối. Nồng độ acid lactic cao trong sản phẩm dưa bắp cải trong quá trình bảo quản có thể làm cho nồng độ muối thay đổi hoặc loãng, làm giảm mùi vị và gây ra sự hư hỏng. Ở Châu Âu, bao bì và thanh trùng sản phẩm cơ bản dựa trên Trang 19
Tổng quan về quá trình muối chua rau, củ, qủa – Vi sinh vật pH, tính acid, hoặc đánh giá cảm quan, để taọ sản phẩm đồng nhất hơn, hương vị hài hoà hơn. Bắp cải tươi Cắt phần lõi Cắt miếng nhỏ Ứơp muối Lên men Trang 20