Bảo quản rau quả lên men

Luận Văn ĐỀ TÀI: BẢO QUẢN RAU QUẢ LÊN MEN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHẦN I GIỚI THIỆU Nguồn gốc trình bảo quản rau phương pháp lên men có từ thời cổ đại Trên giới, hầu hết rau lên men với qui mô nhỏ, điều kiện gia đình người bn bán nhỏ Hiện có số mặt hàng sản xuất dạng dưa bắp cải, dưa chuột muối chua ôliu muối chua Có ý nghĩa thương mại quan trọng tiêu điểm cho seminar Có gia tăng quan tâm phạm vi rộng loại rau lên men khác nước ép rau lên men , đặc biệt thị trường Châu Âu (Bảng 2.1); nhiên, dạng thương mại hầu hết sản xuất với qui mô nhỏ (Buchenhuskes cộng sự, 1990) Kimchi Hàn Quốc, mang tính truyền thống bữa ăn gia đình, gần thương mại hố (Cheigh & Park, 1994; Fleming cộng sự, 1995a) Việc nghiên cứu vi sinh vật trình lên men rau sớm bắt đầu vào năm đầu 1900 Nhiều nghiên cứu có giá trị đến ngày nay, có nhiều thay đổi q trình lên men rau với qui mô thương mại Tiêu điểm nghiên cứu gần việc rút bỏ nước muối, vấn đề có ý nghĩa mơi trường, áp dụng việc cấy men giống điều khiển trình lên men để sản phẩm cuối tăng tính vững Nhiều báo chí viết chủ đề lên men rau quả, người đọc dẫn thêm thông tin chủ đề (Daeschel cộng sự, 1987; Buchenhuskes cộng sự, 1990; Fleming cộng sự, 1995a; Garrido-Fernandez cộng sự, 1995) Vi sinh vật tiêu biểu rau tươi bị ảnh hưởng lớn vi khuẩn gram âm hiếu khí nấm men, mật độ vi khuẩn lactic tạo thành lúc đầu thứ yếu (Mundt cộng sự, 1967; Mundt & Hammer, 1968; Mundt, 1970; Schneider, 1988) Tuy nhiên, hầu hết rau nước ép chúng chịu lên men lactic tự phát điều kiện yếm khí với độ ẩm, nồng độ muối nhiệt độ điều chỉnh thích hợp để vi khuẩn lactic có cạnh tranh thuận lợi Sự phát triển vi khuẩn lactic (Bảng 2.2) phụ thuộc vào thành phần hố học (mơi trường dinh dưỡng, nồng độ muối, pH) tính chất vật lí (loại rau quả, nhiệt độ môi trường) Môi trường thay đổi suốt trình lên men, sinh vật chiếm ưu thường vi khuẩn có đặc điểm đặc biệt sinh trưởng tốt Vi khuẩn gram âm sớm bị ức chế trình lên men muối thêm vào acid tạo thành nhanh Bảng 2.1 Một vài sản phẩm rau lên men mang tính thương mại Châu Âu, Bắc Mĩ Hàn Quốc Sản phẩm thương mại Sản phẩm thương mại phụ Ơliu Artisô Cà chua xanh Dưa bắp cải Bắp cải (Cà chua chưa chín) Dưa leo Capers Kimchia Cà rốt Lupinus beans Cải bơng Dưa Cần tây Ớt Cà tím Ớt cay Tỏi Củ cải đường Đậu xanh Bắp cải đỏ Củ cải Trích từ Buchenhiskes, 1993 a Sản phẩm có tính thương mại cao Hàn Quốc Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bảng 2.2 Sản phẩm phức tạp vi khuẩn lactic trình lên men rau Vi khuẩn acid lactic Enterococcus faecalis Lactobacillus bavaricus Lactobacillus brevis Lactobacillus plantarum Lactococcus lactis Leuconostoc mensenteroides Pediococcus pentosaceus Dạng lên men Lên men đồng thể Lên men đồng thể Lên men dị thể Lên men đồng thể Lên men dị thể Lên men đồng thể Lên men dị thể Lên men đồng thể Các sản phẩm Lactate Lactate Lactate, acetate, CO2 Lactate Lactate, acetate Lactate Lactate, acetate, CO2 Lactate Hình dạng lactic L(+) L(+) DL D(-),L(+), DL D(-),L(+), DL L(+) D(-) DL, L(+) Trích từ Fleming cộng (1995a) Vi khuẩn lactic có khả sinh chất có hoạt tính kháng sinh, ức chế vi khuẩn phân huỷ peptides protein tuỳ thuộc vào giống loài Vi khuẩn lactic loại phổ biến sản sinh chất có hoạt tính kháng sinh qui mô lớn nhỏ (Klaenhammer, 1988) Những kết báo cáo nghiên cứu qui mơ lớn, sản phẩm chất có hoạt tính kháng sinh vi khuẩn lactic phân lập từ trình lên men rau tự nhiên biểu thị chất kháng vi khuẩn phân huỷ protein đóng vai trị quan trọng trình lên men thực phẩm truyền thống mặt sinh thái học (Fleming cộng sự, 1975; Daeschel & Klaenhammer, 1985; Anderson, 1986; Daeschel cộng sự, 1990; Harris cộng sự, 1992a; Uhlman cộng sự, 1992; Atrih cộng sự, 1993; Jimenez-Diaz cộng sự, 1993) PHẦN II CÁC DẠNG SẢN PHẨM LÊN MEN TỪ VI SINH VẬT 2.1 DƯA BẮP CẢI Sự tiến hoá sản phẩm bắp cải muối chua biết đến ngày nghiên cứu Pederson (1960) Pederson & Albury (1969) Bắp cải (Brassica oleracea) biết sử dụng thường 4000 năm Dưa bắp cải kết sản phẩm từ trình lên men lactic tự nhiên muối, bắp cải thái sợi Theo người Đức nghĩa từ acid (làm chua / Sauer) bắp cải (Braut) Đầu tiên dưa bắp cải làm từ bắp cải với nguồn giấm chua giấm công nghiệp (Vaughn, 1985) Sau đó, bắp cải cắt thành nhiều miếng nhỏ, cho vào thùng rót dung dịch có tính acid “Nước chua” từ cịn xanh (chưa chín) nho nguồn trái khác Thời gian chuyển đổi từ dung dịch có tính acid thành nước dưa muối khơng cố định 2.1.1.Nguyên liệu Loại bắp cải (cây trồng) để sản xuất dưa bắp cải thương mại phát triển cách đặc biệt Yêu cầu bắp cải có màu trắng, hương vị dịu, ngọt, làm cho sản phẩm tốt Điểm cần quan tâm độ rộng lớn dày đặc phần đầu (3.5- 5.5Kg) với số lượng tối thiểu xanh phía ngồi Nồng độ đường lên men khoảng 5%, với nồng độ fructose glucose xấp xỉ ngang (mỗi loại 2.5%) lượng đường sucrose thấp (Bảng 2.3) Thành phần vài loại bắp cải có chất diệt khuẩn phụ thuộc vào loại vi khuẩn lactic chiếm ưu trình lên men (Kyung & Fleming, 1994a) Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hầu hết thành phần kìm hãm quan trọng sản phẩm thủy phân đường glucose tạo thành iso thiocyanates, nitriles thicyanates.Gần đây, hợp chất kìm hãm methyl methanethiosulphinates xem hợp chất diệt khuẩn chủ yếu bắp cải (Kyung & Fleming, 1994b) Bảng 2.3 Hàm lượng đường khử không khử nguyên liệu bắp cải, dưa chuột ôliu Hàm lượng (%) Thành phần a Lá bắp cải Lõi bắp cảia Dưa chuộtb Ơliuc Đường khơng khử Sucrose 0.1- 0.4 1.3- 2.4 NDd 0.1- 0.2 Đường khử 2.0- 2.7 Fructose 2.0- 2.1 1.0- 1.2 1.0- 1.4 0.1- 1.1 Glucose 2.2- 2.6 1.1- 1.7 1.0- 1.3 1.0- 3.0 a Trích từ Fleming cộng (1988b) Trích từ McCombs cộng (1976) Fleming cộng (1988b) c Trích từ Garrido- Fernandez cộng (1995) d ND, không phát (khơng tìm thấy) b 2.1.2.Cơng nghệ chế biến Dưa bắp cải làm từ phương pháp muối khô bắp cải (Hình 2.1) Bắp cải tự cắt để loại bỏ phần xanh bên ngoài, gãy dơ (tới 30% khối lượng) Những phần lõi cắt máy cắt lõi đảo ngược tức cắt phần lõi đầu Điều chỉnh dao quay cắt đầu bắp cải thành miếng nhỏ có kích thước 0.08- 0.16 cm Tốt cắt thành sợi dài độ dày xác định tuỳ thuộc vào người sản xuất, máy cắt nhỏ bắp cải sử dụng Bắp cải cắt (cũng xà lách từ bắp cải ) chuyển băng tải đến thùng chứa.Tiến trình muối khác Ở nơi có phương tiện sản xuất bắp cải miếng nhỏ cân dây băng tải lượng muối (2- 2.5%) rắc bắp cải miếng nhỏ khối bắp cải di chuyển dọc băng chuyền đến thùng chứa Ở nơi khác, vận chuyển tay bắp cải cân lần vận chuyển cân định kỳ bắp cải thùng chứa để kiểm tra số lượng số lượng chuyển đến thùng chứa.Trong trình chế biến, cần quan tâm lượng muối vào đồng Những cào để phân phối miếng cải nhỏ chất thành đống thùng chứa ngấm muối đồng Với thùng lên men lớn 180 tấn, thuỷ tinh sử dụng để ngăn cách ngăn khoảng 20 tấn; nhiên, nhiều thùng lên men nhỏ sử dụng sản xuất dưa bắp cải có tính đặc biệt Mỗi thùng chứa đổ đầy đến mức độ thích hợp, phủ plastic lớn đủ che đỉnh thùng chứa Trong giai đoạn đầu, muối làm cho dịch bào rau tiết Trọng lượng dung dịch nước nước muối phía nén ép miếng bắp cải nhỏ xuống đến miếng bắp cải ngập hết nước muối Trong thời gian ngắn, điều kiện thùng chứa trở nên yếm khí oxy giảm CO2 sinh phát triển vi khuẩn lactic Nhiệt độ nồng độ muối NaCl lý tưởng cho trình lên men dưa bắp cải khoảng 180C 1.8- 2.25% NaCl Điều Parmele cộng (1927) ghi nhận Marten et al (1929), trình bày chi tiết nghiên cứu Pederson & Albury (1969) Khi gần nhiệt độ nồng độ muối vi khuẩn lactic bắt đầu hoạt động (Hình 2.2) Thực tế sản xuất thương mại Bắc Mĩ không điều khiển nhiệt độ, Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com trình lên men xảy nhiệt độ môi trường xung quanh Nhiệt độ trình lên men lúc đầu liên quan đến nhiệt độ bắp cải nhập vào, thay đổi (từ thấp 10 0C đến xấp xỉ 300C), phụ thuộc vào thời gian thời tiết năm Phương pháp ướp muối khô làm cho nồng độ muối không đồng thùng chứa.(Pederson & Albury, 1969) Quá trình lên men tiến hành ngắn khoảng vài tuần, dài khoảng năm trước bao gói Ở Bắc Mĩ, dưa bắp cải dự trữ thùng lên men đóng hộp đủ đơn đặt hàng khách hàng Đây đường lối kinh tế để tồn trữ dưa bắp cải kết làm thay đổi sản phẩm cuối Nồng độ acid lactic cao sản phẩm dưa bắp cải q trình bảo quản làm cho nồng độ muối thay đổi loãng, làm giảm mùi vị gây hư hỏng Ở Châu Âu, bao bì trùng sản phẩm dựa pH, tính acid, đánh giá cảm quan, để taọ sản phẩm đồng hơn, hương vị hài hoà Dưa bắp cải bao gói hộp, bình thuỷ tinh bao plastic (Fleming cộng sự, 1995a) Dưa bắp cải làm lạnh (đã vô bao bì thuỷ tinh plastic) sản phẩm khơng có trùng, có thêm chất bảo quản Natri benzoate (0.1% w/w) Kali metabisulphite Có thể làm ổn định dưa bắp cải phương pháp trùng nhiệt độ 74 - 820C gần phút Rót nóng dung dịch vào hộp lọ thuỷ tinh có dưa bắp cải, bịt kín làm lạnh nhanh để tạo môi trường chân không Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bắp cải tươi Cắt phần lõi Cắt miếng nhỏ Ứơp muối Lên men Rút nước ngâm (Tuỳ theo u cầu) Vơ bao bì Ngâm dưa (Tuỳ theo yêu cầu) Làm lạnh Thanh trùng Dưa bắp cải tươi Dưa bắp cải đóng hộp Hình 2.1 Sơ đồ diễn tả tiến trình chế biến dưa bắp cải Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.1.3 Vi sinh vật trình lên men 2.1.3.1 Quá trình lên men tự nhiên Khi bắp cải ngấm vào dung dịch nước muối đặc tính vi khuẩn lên men bắt đầu liên tiếp xảy ra, nhóm vi khuẩn lên men dị thể vi khuẩn đồng lên men đồng thể có sinh khí khơng sinh khí (Fleming cộng sự, 1988b) Leuconostoc mensenteroides vi khuẩn lên men lactic dị thể lên men L mensenteroides vượt trội trước tiên diện số lượng cao (Mundt cộng sự, 1967; Mundt & Hammer, 1968; Schneider, 1988), phát triển sớm giai đoạn đầu, có thời gian sinh sôi nảy nở ngắn vi khuẩn lactic khác nước ép bắp cải (Stamer cộng sự, 1971) Mặc dù vượt trội nhanh, L mensenteroides chết nhanh tiến trình lên men (Hình 2.2), nhạy cảm với môi trường acid (McDonald cộng sự, 1990) L mensenteroides kèm với Lactobacillus brevis Lactobacillus plantarum (Pederson & Albury, 1969) Lactobacillus cuvatus, Lactobacillus confusus, Lactobacillus sake, Enterococcus faecalis (trước Streptococcus faecalis, Lactobacillus lactis subsp lactis (trước Streptococcus lactis), Pediococcus pentosaceus (trước cerivisiae) phân lập từ lên men dưa bắp cải sản phẩm có liên quan (Pederson & Albury, 1969; Puspito & Fleet, 1985; Yago cộng sự, 1985; Buchenhuskes cộng sự, 1986; Kandler & Weiss, 1986; Harris cộng sự, 1992a), vai trò loại vi khuẩn lên men lần sau chưa rõ Trong suốt giai đoạn sinh khí, vi khuẩn lên men lactic dị thể sử dụng đường bắp cải (đường glucose, fructose sucrose) tạo thành hỗn hợp acid lactic, acid acetic, ethanol CO2 (Fleming cộng sự, 1988b) Fructose chuyển đổi tạo thành mannitol, ứng dụng dạng chất nhận điện tử (Kandler, 1983) pH giảm nhanh kết hợp thêm muối NaCl, vi sinh vật gram âm bị ức chế CO2 thay khơng khí tạo mơi trường yếm khí, ngăn ngừa oxy hố acid ascorbic sậm màu tự nhiên dưa bắp cải CO2 kích thích phát triển vi khuẩn lactic khác Ở giai đoạn cuối trình lên men, vi khuẩn lên men lactic đồng thể Lb Plantarum tạo thành số lượng lớn acid lactic từ hợp chất hydro carbon cịn sót lại, pH giảm mạnh Các tiến trình xảy theo hướng đạt sản phẩm dưa bắp cải ổn định với mùi vị hương thơm đặc trưng Cả hai tốc độ lên men tốc độ vượt trội giống loài bị ảnh hưởng nồng độ muối NaCl nhiệt độ lên men Nồng độ muối tăng L mensenteroides bị kìm hãm nhiều Lactobacilli pediococci (Pederson & Albury, 1969; Stamer cộng sự, 1971; Yildiz & Westhoff, 1981) Nếu nồng độ muối nhiệt độ cao, vi khuẩn lên men lactic đồng thể phát triển nhanh, kết trình lên men lactic dị thể bị rút ngắn, tỉ lệ acid lactic tăng, màu, mùi vị, cấu trúc (Pederson & Albury, 1953; Gangopadhyay & Mukherjee, 1971) P pentosaceous E faecalis phát triển nồng độ muối NaCl nhiệt độ mức bình thường (Pederson & Albury, 1969) Pederson & Albury (1969) nhận định dưa bắp cải lên men tốt nhiệt độ thấp (7.50C) L mensenteroides phát triển tốt nhiệt độ thấp vi khuẩn lactic khác trình lên men bình thường Kết quả, nhiệt độ thấp acid tổng 0.4% (tính theo acid lactic) sản xuất khoảng 10 ngày 0.8 - 0.9% tháng Tính theo acid này, với bão hoà miếng bắp cải nhỏ nước muối với CO2 sinh vi khuẩn, điều kiện cần thiết cung cấp cho trình bảo quản Lactobacillus Pediococcus phát triển yếu khơng có nhiệt độ thấp Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ở nhiệt độ lớn 320C, trình lên men chủ yếu vi khuẩn lên men lactic đồng thể chiếm ưu Lb Plantarum Pediococcus pentosaceus (Pederson & Albury, 1969) Mùi vị hương thơm dưa bắp cải xấu bắp cải bị acid hoá hai giống vi khuẩn lên men lactic đồng thể tạo thành acid lactic với hàm lượng lớn Dưa bắp cải lên men nồng độ cao nthì dễ bị sậm màu nên vơ hộp nhanh sau trình lên men Khi sản xuất 18 - 200C, acid tổng cuối khoảng 1.6 - 2.3% (tính theo acid lactic) sản phẩm (pH khoảng 3.5 thấp hơn) Tỉ lệ acid không bay acid bay (acid lactic / acid acetic) thường 3:1 đến 5:1 (Trail cộng sự, 1996) Q trình lên men hồn thành tuần đến tháng, phụ thuộc vào số lượng vật chất lên men, nồng độ muối, nhiệt độ, ưa thích người sản xuất 2.1.3.2 Sự ni cấy men giống Việc cấy men giống vào chế biến sản phẩm dưa bắp cải tránh việc dựa vào vi khuẩn tự nhiên có nguyên liệu tươi làm cho tính chất giá trị sản phẩm tăng cao Tuy nhiên phát triển men cấy vào khó điều khiển để phát triển bình thường dễ xảy trình lên men tự phát nguyên liệu không qua trùng, gây ảnh hưởng đến cấu trúc Trong kỷ qua thực nhiều phương cách để áp dụng việc nuôi cấy men giống vào dưa bắp cải lên men (Báo cáo ghi nhận Pederson & Albury, 1969) Năm 1920 - 1930, Lc.lactis subsp lactis (Streptococcus lactis trước đây) phân lập từ sản phẩm sữa làm men giống cho dưa bắp cải (Brunkow cộng sự, 1925; Pederson, 1930a,b) Trong tất trường hợp khơng cấy men giống sản phẩm dưa bắp cải tốt tốt Tuy nhiên, Pederson (1930a) thất bại việc phân lập Lc Lactis subsp lactis từ bắp cải lên men ông ta xem chất lượng dưa bắp cải cải tiến có cấy men giống Khi vi sinh vật dưa bắp cải ổn định Lc Lactis subsp lactis thay vi khuẩn lactic khác tách trình lên men Trong nhiều trường hợp, việc tiêm chủng độc lập pha trộn men giống L mensenteroides, Lb Brevis Lb Plantarum ít, chất lượng sản phẩm cải tiến so với không cấy men giống (Keipper cộng sự, 1932; Lopez cộng sự, 1954; Narbors & Salunkhi, 1969; Yago cộng sự, 1985) Tuy nhiên, việc cấy giống làm cho chất lượng dưa bắp cải tốt (Pederson, 1930a,b; Buchenhuskes cộng sự, 1986) Trái lại, đôi lúc nhận thấy bất lợi cho cấy men giống với Lb Plantarum vào bắp cải (Pederson, 1930a,b; Pedrerson & Kelly, 1938; Buchenhuskes cộng sự, 1986) Stamer (1986) đánh giá nước ép bắp cải lên men với giống đơn chủng vi khuẩn lactic Nước ép lên men L mensenteroides mùi thơm hài hồ thích thú, lúc lên men P pentosaceus thơ giống giấm Lb Plantarum P pentosaceus sản xuất sản phẩm có vị chán ngắt, cấu trúc bị khiếm khuyết, đánh giá chấp nhận Harris cộng (1992a) nhận thấy giai đoạn đầu trình lên men dưa bắp cải vi khuẩn sinh độc tố tìm thấy giống Lc Lactis subsp lactis sản xuất nisin Sử dụng mơ hình nước ép dưa bắp cải lên men, nhiều tác giả chứng minh lượng nisin thích hợp ức chế Lb Plantarum nhạy cảm với nisin, lúc L mensenteroides đề kháng nisin phát triển đạt mật độ tế bào lớn (xấp xỉ x 108 cfu / ml) (Harris cộng sự, 1992b) Breidt cộng (1993) phân lập biến thể giống L mensenteroides đề kháng nisin mức độ cao sử dụng giống trình lên men dưa bắp cải với nisin tinh khiết mức độ cao (Breidt Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com cộng sự, 1995) Nhận thấy trình lên men lactic dị thể phát triển làm chậm trình lên men lactic đồng thể Choi cộng sự, (1990) sử dụng nisin mức độ thấp trình lên men Kimchi làm giảm bớt tỉ lệ sản phẩm acid trình lên xảy tự nhiên Mức độ nisin cao không thêm men giống đề kháng nisin số lượng vi khuẩn gram dương giảm, vi khuẩn gram âm vượt trội giảm hư hỏng cho sản phẩm L mensenteroides sản xuất D(-) acid lactic, chất người khơng thể chuyển hố không cho phép sử dụng vào sản phẩm cho lứa tuổi thiếu nhi trẻ nhỏ ăn (WHO, 1974) Ở Đức, giống Lb bavaricus dùng để sản xuất dạng L(+) acid lactic sản phẩm dưa bắp cải, sản phẩm bán chủ yếu cửa hàng thực phẩm dinh dưỡng (Lucke cộng sự, 1990) 2.1.4 Hao hụt hư hỏng dưa bắp cải Một số vấn đề hư hỏng làm ảnh hưởng đến dưa bắp cải Bao gồm bạc màu (sự oxy hoá), giảm tính acid, có vị mùi lạ (mùi mốc, mùi men mùi ơi), có tính nhớt, bắp cải bị mềm, dưa bắp cải có vết hồng, tất nguyên nhân phát triển hiếu khí nấm mốc nấm men Khắc phục vấn đề cách đảm bảo hoạt động yếm khí Hao hụt xảy nhiều năm dưa bắp cải bị mềm bị nhớt Bị mềm kết tạo thành dextran L mensenteroides Tuy nhiên, dextran sản sinh enzyme dextransucrase, tạo thành đường sucrose Phân tử đường sucrose phân cắt thành đường fructose glucose glucose thêm vào để làm cho chuỗi dextran phát triển Mức độ đường sucrose bắp cải (Bảng 2.3) thấp vài loại polysaccharide ngoại bào khác, sản xuất vi sinh khác L mensenteroides Sự tạo thành chất nhớt dưa bắp cải chưa nghiên cứu hoàn toàn Bắp cải có tính nhớt hoạt tính pectinolytic hao hụt lâu dài, phổ biến 2.2 DƯA CHUỘT MUỐI CHUA 2.2.1 Nguyên liệu Dưa chuột (Cucumis sativus) trồng hàng ngàn năm (Vaughn, 1985) Dưa chuột cho nhiều dạng muối chua thị trường, chúng lựa chọn theo hình dạng đặn cấu trúc vững Dưa chuột làm muối chua thu hái lúc chưa chín Dưa chuột chín hồn tồn không phù hợp chúng lớn, màu sắc hình dạng thay đổi, có nhiều hạt già, phần lớn mềm Dưa chuột phân loại để loại bỏ tất dưa chuột dập gãy, bị hỏng bị dập nát Việc phân loại máy phân loại dựa vào đường kính dưa chuột Dưa chuột muối chua phát triển từ Canada đến Mexico nhiều nhà chế biến chấp nhận nhiều năm Nếu vận chuyển từ nơi xa, dưa chuột tươi giữ lạnh ngâm nước muối để phân phối nơi xa Hợp chất hydro carbon lên men chủ yếu dưa chuột muối chua đường fructose glucose (Bảng 2.3) Acid malic diện với nồng độ đủ gây vấn đề (xem bên dưới) chuyển đổi tạo thành acid lactic CO2 theo đường hướng lên men malolactic 2.2.2.Công nghệ chế biến Dưa chuột muối chua bảo quản phương pháp lên men (40% sản phẩm Mĩ), phương pháp trùng (40%), phương pháp làm lạnh (20%) (Fleming cộng sự, 1995a), phát hoạ hình 2.3 2.2.2.1 Làm lạnh với Làm lạnh với muối chua giới thiệu Bắc Mĩ năm 1960 (Fleming cộng sự, 1995a) Chúng tạo cho dưa chuột có mùi vị tươi cấu trúc rắn Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Dưa chuột tươi Phân loại Phân loại Phân loại Thùng chứa Rửa Rửa Ngâm muối Cắt để nguyên Muối đạt yêu cầu Kiểm tra chần Cho lên men Vơ bao gói Phân loại Cắt để ngun Khử muối Rót dung dịch Bao gói (Cắt để ngun) Rót dung dịch Đậy nắp Làm lạnh Làm kín Thanh trùng Sản phẩm (vị chua ngọt) Vơ bao gói Rót dung dịch Rót dung dịch Đậy nắp Thanh trùng Sản phẩm muối chua Muối chua bao gói tươi Trang Làm lạnh muối chua LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Vi sinh vật phát triển không đáng kể trình muối chua ngăn chặn cách thêm giấm ăn có nồng độ thấp, hoá chất bảo quản Natri benzoat, phương pháp làm lạnh ( % thích hợp để bảo quản Phương pháp trùng sử dụng trình lên men khơng hồn tồn theo mong muốn người chế biến Trang 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thực phẩm Một vài người chế biến thực phẩm trùng 600C sử dụng nước muối nóng 80 – 820C Thực tế ngăn chặn phát triển vi khuẩn 2.3.2.3 Ơliu chín đen tự nhiên khơng xử lí (phong cách Hy Lạp) Ôliu phong cách Hy Lạp, phổ biến Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kỳ nước Bắc Phi, làm từ ơliu muối chua chúng chín hồn tồn đến màu tím đen trước chúng q chín Áp dụng phương pháp khơng xử lí dung dịch kiềm chất đắng lọc qua phần vào nước muối Bởi điều này, chúng có vị trì vị hơi đắng Chúng bảo quản phương pháp lên men nước muối, tiệt trùng than trùng thêm vào chất bảo quản Ôliu cho vào thùng chứa che phủ với – 10% nước muối Quá trình lên men xảy hệ thống phối trộn hợp thành coliform, nấm men lacto-bacillus spp Acid tổng cuối nước muối thường thấp % với pH khoảng 4.3 – 4.5 (Garrido- Fernandez cộng sự, 1995) Tuy nhiên, vài trạng thái, ơliu chín đen tự nhiên len men hồn tồn, acid tổng cao 0.8 – 1.0% Q trình lên men tạo thành acetic nấm men chịu muối, nồng độ muối 10% Nếu không giữ yếm khí, lớp nấm mốc, nấm men vi khuẩn tạo thành bề mặt nước ngâm, nguyên nhân đường acid giảm, pH nước muối tăng Sự hư hỏng từ phát triển clostridia, vi khuẩn propionic, có rhể vi sinh vật làm giảm sulphate 2.3.2.4 Ôliu ướp muối Ôliu ướp muối kiểu Hy Lạp ướp muối với muối dạng đá khô trở nên khô trãi qua q trình lên men Ơliu chín q rửa – ngày Sau chúng đặt thùng với lớp muối xen kẽ Sản phẩm giữ khô phần nồng độ muối cao 2.3.3.Vi sinh vật trình lên men 2.3.3.1 Quá trình lên men tự nhiên Cũng trình lên men dưa bắp cải dưa chuột, trình lên men ơliu dựa vi sinh vật có nguyên liệu thùng chứa để tồn trữ sản phẩm Không giống với bắp cải dưa chuột, nấm men có vai trị quan trọng q trình lên men ôliu Nước muối cung cấp môi trường tốt cho vi khuẩn lactic phát triển, với đường glucose, fructose maltose nguồn hợp chất hydro carbon lên men Phenol diệt khuẩn, bao gồm thuỷ phân không thuỷ phân oleuropein, diện mức độ cao đóng vai trị việc xác định loại vi sinh vật chiếm ưu trình lên men (Fleming cộng sự, 1969, 1973; Juven cộng sự, 1971; Ruiz- Barda cộng sự, 1991; Ciafardin cacá cộng sự, 1994) Khơng giống với loại rau len men khác, ơliu xử lí dung dịch kiềm làm giảm bớt số lượng vi sinh vật lúc đầu pH giai đoạn đầu trình lên men tăng khoảng 7.58.5 Thêm vào đó, xử lí dung dịch kiềm rửa nước lọc đường từ ôliu làm giảm chất dinh dưỡng giảm hàm lượng đường Vi khuẩn lactic trình lên men ơliu tìm thấy tương tự q trình lên men rau khác Vi khuẩn sinh khí khơng đáng kể so với vi khuẩn lên men lactic đồng thể Nói chung q trình lên men ơliu xảy ba giai đoạn đặc thù, xem giai đoạn hư hỏng giai đoạn thứ tư (Garrido - Fernandez cộng sự, 1995) Một số lượng lớn vi sinh vật diện suốt giai đoạn đầu trình ngâm Những vi sinh vật diện tốt thùng lên men Phần lớn vi sinh vật vi khuẩn gram âm ( Pseudomanas spp., Flavobacterium spp., Aeromanas spp.) tốt vài nấm mốc, bị tiêu diệt điều kiện yếm khí Thành viên nhóm coliform - aerogenes ( Enterobacter cloacae, Citriobacter spp., Klebsiella aerogenes Escherichia coli ) diện mức độ cao suốt giai đoạn đầu trình Trang 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com lên men Vi sinh vật có khả chiếm ưu suốt hai ngày đầu trình lên men biến suốt giai đoạn hai trình lên men Bởi nhóm vi khuẩn nhạy cảm với pH thấp, nói chung chúng biến theo sau giảm pH nhân lên vi khuẩn lactic Ở giai đoạn đầu số lượng coliform bacilli xuất chậm trình lên men rau khác, giữ lâu đến 10 - 14 ngày Vikhuẩn lactic giai đoạn đầu trình lên men giống genus Pediococcus, Leuconostoc Lactococcus Để làm giảm phát triển vi sinh vật gram âm giai đoạn đầu, pH giảm xấp xỉ 6.0 đến có sủi CO2 cách thêm acetat, lactat, dạng HCl thực phẩm Giai đoạn hai trình lên men xác định trình lên men bắt đầu pH = 6.0 tiếp tục pH = 4.5 vi khuẩn gram âm bị biến Giai đoạn 10 - 15 ngày, xác định phát triển lactobacilli ( trừ lactobacillus plantarum Lb Delbrueckii) nấm men Số lượng lớn lactobacilli tiêu biểu đạt 10 ngày sau ngâm Sau đó, số lượng giữ nguyên giảm chậm khoảng 60 300 ngày trình lên men Với kỹ thuật lên men đại, ban đầu mật độ không lactic bị giảm Pediococcus, Leuconostoc Lactococcus spp Những vi sinh vật quan nồng độ muối giảm Giai đoạn ba trình lên men bắt đầu pH giảm đến 4.5 kết thúc hợp chất hydro carbon để lên men khơng cịn Vi khuẩn có ưu Lb Plantarum, với mức độ thấp Lb Delbrueckii tách Thêm vào đó, nấm men lên men oxy hố tìm thấy mức độ cao vừa phải giai đoạn lên men Nấm men lên men sản phẩm, ethanol, ethyl acetate, acetaldehyde, chất xây dựng mùi cuối sản phẩm Thêm vào đó, chúng sinh lượng vitamin, thúc đẩy phát triển Lb Plantarum (Ruiz- Barba & Jimenez- Diaz, 1995) Mật độ nấm men thuộc nhiều loại khác Hansenula anomala, Cadida Krusei, Saccharomyces chevalieri, Cadida parasilopsis Hansenula subpelliculosa có ảnh hưởng lớn vài trình lên men (Ghi nhận Garrido - Fernandez cộng sự, 1995), lúc Marquina cộng (1992) cho tính vượt trội Pichia spp., tốt Saccharomyces cerevisiae, Debaryomyces hansenii, Kluyveromyces lactis Rhoddotorula mucilaginosa Việc phân bố nấm men trình lên men chưa rõ ràng; nhiên, chúng có vai trị tạo đặc tính cảm quan riêng biệtcủa sản phẩm ơliu lên men Nấm men oxy hố có hại chúng sử dụng acid lactic pH nâng lên, dẫn đến hư hỏng 2.3.3.1 Cách cấy men giống Hầu hết nhà chế biến không cấy vào thùng lên men với giống men chủng sử dụng thêm 1- lít nước muối lên men từ lên men hoạt hố vào 200 lít nước muối ngâm mẫu ơliu (Ferguson cộng sự, 1994) Hoạt tính tiêu biểu nước ngâm pH = 4.0 với 106 cfu / ml Lb Plantarum, cho trình lên men bắt đầu tốt Năm 1930, Cruess lần đề nghị sử dụng nước muối ngâm lên men thông thường chất mồi cho nước ngâm ôliu Năm 1937, ông đề nghị sử dụng Lb Plantarum men nuôi cấy Lb Brevis, Lb, fermenti, Lb Buchneri L mensenteroides sử dụng ni cấy men mang tính thực nghiệm; nhiên, số chúng chiếm ưu vi sinh vật tự nhiên Etchells cộng (1996) sử dụng nuôi cấy chủng pha trộn giống tiêm chủng Lb Plantarum, Lb Brevis, P pentosaceus L mensenteroides sốc nhiệt (740C phút) ôliu không Trang 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com xử lí nhiệt với nồng độ muối thấp (5 - 6%) Sự ni cấy chiếm ưu hệ thống sốc nhiệt không ôliu không xử lí nhiệt Lb Plantarum vượt trội cấy phối trộn hai ba giống Lb Plantarum LPCO10 nguyên thuỷ tách từ ôliu xanh lên men dẫn đến sản xuất hai vi khuẩn: plantaricins S (pIS) T (pTI) (Jimenez - Diaz cộng sự, 1993) Sự kết hợp loại vi khuẩn bao gồm vi khuẩn lactic, vi khuẩn propionic clostridia có kết ức chế phát triển vi khuẩn gây hư hỏng Ruiz - Barba cộng (1994) giống sản xuất chất diệt khuẩn, không bắt nguồn từ vi khuẩn trái dấu nó, vượt trội lên men ôliu - đề nghị sản xuất vi khuẩn sản xuất phát triển nuôi cấy men giống cho ôliu 2.3.4 Hao hụt hư hỏng ôliu lên men Sau q trình lên men, ơliu tồn trữ nước ngâm Do đó, điều chỉnh để acid hố nồng độ muối thích hợp quan trọng để ngăn ngừa hư hỏng Được gọi giai đoạn lên men thứ tư xảy q trình tồn trữ ơliu khơng đáng kể Ơliu dự trữ nước ngâm lên men với muối thêm vào xấp xỉ 8% đến đem bán Nếu ôliu không muối thời gian, pH cuối cao ( > 4.0), Propionibacterium spp phát triển, tạo thành acid acetic acid propionic phí tổn acid lactic Nếu giai đoạn tiếp tục, thấy pH nước ngâm gia tăng nhanh, theo phát triển clostridia Đặc điểm hư hỏng ơliu chín California thịt mềm da bị tróc Vi khuẩn gram âm pectinolytic gồm Enterobacter aerogenes Aeromonas liquefaciens kết có liên quan đến hư hỏng Nếu nồng độ muối thiếu trình lên men chậm, vi khuẩn coliform phát triển làm mềm cấu trúc Coliform nấm men ngun nhân sinh bọt khí ơliu tạo hư hỏng “ fisheye” Thời gian chờ ngâm ôliu vào nước muối dài gây hao hụt sản phẩm Giảm hao hụt này, tạo điều kiện cho vi khuẩn Lb Plantarum phát triển, vi khuẩn có lớp vỏ ơliu “ Những nấm men màu hồng “ Rhodotorula glutinis var glutinis R minuta var minuta R rubra có liên quan với làm mềm ôliu.Chúng sản xuất enzyme polyglacturonase nguyên nhân làm mềm mơ Sự phát triển nấm men ngăn chặn trì trạng thái yếm khí (thường sử dụng) dùng tay loại bỏ lớp nấm men (ít sử dụng) Hư hỏng Zapatera ơliu có đặc điểm mùi không mong muốn cao lên men Giai đoạn đầu có mùi phomai qua thời gian trở thành “mùi thối” Hư hỏng Zapatera xảy lên men lactic dừng lại trước pH nước ngâm giảm xuống 4.5 ( Kawatomari & Vaughn 1956) Dưới pH này, hư hỏng Zapatera không xảy Trong giai đoạn hư hỏng, pH tăng lên nhiều hợp chất sản xuất từ trao đổi chất acid lactic acid acetic Theo sau acid propionic thường acid butyric, acid succinic, acid formic, acid valeric, caproic, caprylic Acid cyclohexan carboxylic cho 4- hydroxycyclohexan carboxylic acid, xuất nước ngâm sau lên men lactic bình thường ( Montano cộng sự, 1996) Propionibacterium nhiều dạng clostridium xuất nguyên nhân gây hư hỏng Zapatera Hư hỏng acid butyric xảy trình lên men bị trì hỗn ( Gililland & Vaughn, 1943) Mùi vị butyric làm ôliu không ăn Sự acid hoá việc cấy men giống ngăn ngừa hư hỏng butyric Trang 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHẦN III TRIỂN VỌNG TRONG TƯƠNG LAI Sự gia tăng chi phí sử dụng nước nước thải lên men rau ván đề cần thiết cho việc nghiên cứu Trường hợp dưa chuột ơliu lên men nồng độ muối thấp phương pháp truyền thống sử dụng Vấn đề đòi hỏi điều khiển mật số vi khuẩn khơng acid lactic phát triển xa lĩnh vực cấy men giống Cấy men giống vào để điều khiển chất lượng sản phẩm lên men tự nhiên Trong thời gian qua, đánh giá phát triển chất lượng sản phẩm chế biến phương pháp cấy men giống chưa tồn diện đó, khó xác định xác ngun nhân cho thành công thất bại Ứng dụng di truyền phân tử cho nghiên cứu tiến lĩnh vực (Breidt & Fleming, 1992; Harris cộng sự, 1992b; Fleming cộng sự, 1995a) Gầy đây, Passos cộng (1993 a, b, 1994) phát triển mơ hình phát triển sản xuất acid lactic Lb Plantarum dưa chuột lên men Những loại mơ hình áp dụng tương lai việc báo trước tiến lên men rau Từ quan điểm vi sinh vật học, lên men rau hệ thống xuất sắc cho nghiên cứu phối trộn nuôi cấy sinh thái học Trang 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Brain J.B.Wood Microbiology of Fermented Foods, Vol.1 Blackie academic & Professional Lượng, Nuyễn Đức, 2002 Công nghệ vi sinh, tập NXB Đại học Quốc gia Thành phố HCM Lượng, Nguyễn Đức Công nghệ vi sinh vật, tập 3- Thực phẩm lên men truyền thống NXB Trường Đại học Kỹ Thuật Thành phố HCM Phẩm, Lương Đức, 2002 Vi sinh vật học an toàn vi sinh thực phẩm NXB Nông nghiệp, Hà Nội Trang 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... mensenteroides Pediococcus pentosaceus Dạng lên men Lên men đồng thể Lên men đồng thể Lên men dị thể Lên men đồng thể Lên men dị thể Lên men đồng thể Lên men dị thể Lên men đồng thể Các sản phẩm Lactate... muối để lên men lactic hồn tồn phần Ơliu trãi qua q trình lên men hồn tồn xem Sevillian Spanish- loại ơliu Ơliu lên men phần phải bảo quản cách thêm acid hữu cơ, tiệt trùng, thêm chất bảo quản, ... muối chua lên men trùng nhiệt độ thấp để tăng thời gian bảo quản 2.2.3 Vi sinh vật trình lên men 2.2.3.1 Quá trình lên men tự nhiên Các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ vi sinh vật lên men dưa chuột