Lên men và muối chua rau quả

Lời Cảm Ơn  Trước tiên, nhóm em xin gửi lời tri ân tới cô Đào Thị Tuyết Mai môn Công nghệ chế biến rau đồng thời người giảng dạy hướng dẫn chúng em hoàn thiện tiểu luận Mặc dù nhóm em dành hết tâm huyết cho dịch, chắn dịch khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong cô đưa nhận xét góp ý để nhóm em rút kinh nghiệm tiểu luận hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn Cơ Mục Lục  LỜI NĨI ĐẦU NGUYÊN TẮC MUỐI CHUA .2 LÊN MEN Nguyên tắc Quá trình lên men Lợi ích q trình lên men VI SINH VẬT ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG CÁC LOẠI THỰC PHẨM LÊN MEN Nuôi cấy vi khuẩn .5 Nấm men Nấm mốc Chuỗi vi sinh vật rau lên men Vi sinh vật khởi đầu 11 Bộ gen vi khuẩn acid lactic lên men rau 12 VÍ DỤ VỀ RAU LÊN MEN 14 Dưa chuột lên men 15 Bắp cải muối chua 19 Ô liu 22 Kim Chi 23 Củ ngâm chua 24 Xoài muối chua .25 Các sản phẩm lên men vi khuẩn acid lactic không dùng muối .27 Gundruk ( rau xanh lên men) 27 Sinki (Củ cải muối) 27 Sunki .28 RAU ACID HÓA .28 CÁC SẢN PHẨM LÊN MEN CẢI TIẾN TỪ THỰC VẬT 29 KẾT LUẬN .30 TÀI LIỆU THAM KHẢO .31 Lên Men Và Muối Chua Rau Quả Sami Ghnimi and Nejib Guizani Department of Food Science, United Arab Emirates University, Al‐Ain, United Arab Emirates Lời Nói Đầu Song với việc chế biến nhiệt (nấu, chiên,…), xơng khói sấy khô, lên men phương pháp lâu đời để bảo quản thực phẩm Thực phẩm lên men phát trước nhân loại có kiến thức vi sinh vật (Guizani Mothershaw 2006) Chúng quan trọng số quốc gia nơi mà chúng đóng góp đáng kể vào chế độ ăn uống bên cạnh chúng phân khúc quan trọng ngành chế biến thực phẩm Có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến tốc độ phát triển vi sinh vật thực phẩm Chúng bao gồm đặc tính bên thực phẩm (hàm lượng dinh dưỡng, độ pH, khả oxy hóa khử, hoạt độ nước,…), yếu tố bên liên quan đến điều kiện bảo quản chúng (ví dụ: nhiệt độ độ ẩm tương đối) Việc bảo quản thực phẩm nói chung dựa việc loại bỏ kiểm soát phát triển thành phần tổng thể hệ vi sinh vật, giảm ngăn ngừa hư hỏng vi sinh vật tác động đến thực phẩm, áp dụng bốn nguyên tắc sau: Giảm thiểu mức độ ô nhiễm vi sinh vật Ức chế phát triển hệ vi sinh vật gây nhiễm Tiêu diệt vi sinh vật gây nhiễm Loại bỏ vi sinh vật gây nhiễm Quá trình lên men bao gồm kết hợp ba nguyên tắc đạt cách tạo môi trường cho phát triển vi sinh vật cụ thể mang lại vị, mùi, kết cấu hình dạng mong muốn cho thực phẩm (Guizani Mothershaw 2007) Phần lớn thực phẩm lên men dựa vi khuẩn acid lactic, nấm men mức độ thấp nấm mốc Việc bảo quản rau cách lên men cho có nguồn gốc từ trước có lịch sử ghi lại công nghệ phát triển phương pháp thử sai (thử dùng những biện pháp khác cho đến tìm được biện pháp đúng) (Fleming et al 1995) Các loại rau lên men có giá trị thương mại quan trọng dưa chuột, bắp cải, ô liu ớt Tuy nhiên, số loại rau khác, bao gồm hành tây, cà chua, xoài, súp lơ, cà rốt, củ cải, đậu bắp, atisô đậu, ngâm với số lượng Trong chương này, xem xét khía cạnh khác liên quan đến trình lên men muối chua Nguyên Tắc Muối Chua Muối chua phương pháp bảo quản thực phẩm cách thêm muối giấm làm phương pháp bảo quản Việc bảo quản rau thương mại cách ngâm chua thực hai quy trình chung: (1) ngâm nước muối; (2) acid hóa trực tiếp, có khơng có quy trình xử lý nhiệt nhẹ (thanh trùng) kết hợp khác hai quy trình Làm lạnh sử dụng để kéo dài thời hạn sử dụng số sản phẩm (Fleming Moore 1983) Ướp muối ngâm nước muối thực cách trộn miếng rau củ với muối khô với bắp cải cách cho rau tươi vào dung dịch muối với hầu hết loại rau khác Rau ngâm nước muối ướp muối trải qua khơng trải qua q trình lên men vi sinh vật bao gồm hỗn hợp vi sinh vật chủ yếu vi khuẩn acid lactic nấm men, tùy thuộc vào nồng độ muối sử dụng Acid lactic sản xuất tự nhiên loại rau lên men Q trình acid hóa trực tiếp thực cách bổ sung acid acetic dạng giấm việc bảo quản thực cách trùng, bổ sung chất bảo quản (natri benzoat, kali sorbat sulfur dioxide), làm lạnh kết hợp phương pháp xử lý Các loại rau acid hóa có trước sản phẩm khơng lên men Lên Men Nguyên tắc Lên men q trình sinh hóa xảy thay đổi chất hữu (chủ yếu carbohydrate) dẫn đến việc chuyển đổi thành phần thực phẩm dễ phân hủy thành dạng ổn định hơn, thường hoạt động vi sinh vật Bảo quản thực phẩm trình lên men phụ thuộc vào nguyên tắc oxy hóa carbohydrate dẫn xuất liên quan để tạo sản phẩm cuối cùng, thường acid, rượu carbon dioxide Những sản phẩm cuối kiểm soát phát triển vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm q trình oxy hóa diễn phần nên thực phẩm chứa chất dinh dưỡng (Caplice Fitzgerald 1999) Vi khuẩn lacid nhóm vi khuẩn quan trọng sử dụng trình lên men rau để tạo sản phẩm ổn định Các vi sinh vật cải thiện khả cạnh tranh chúng cách thay đổi môi trường để môi trường trở nên ức chế gây chết sinh vật khác, đồng thời kích thích phát triển chúng chọn lọc sở để bảo quản trình lên men Vi khuẩn acid lactic thường liên quan đến việc sản xuất số hợp chất có tác dụng ức chế vi sinh vật khác Do đó, chúng tạo hợp chất kháng khuẩn có phổ ức chế tương đối rộng (ví dụ: aicd hữu cơ, hydro peroxide nisin) hợp chất có phổ ức chế hẹp phổ kháng khuẩn (bacteriocin) Ngồi ra, q trình lên men dẫn đến thay đổi cảm quan (hương vị, mùi, ) đặc tính chức thực phẩm để tạo sản phẩm cuối mà người tiêu dùng mong muốn Quá trình lên men Quá trình lên men thực ba quy trình: lên men tự phát, lên men ngược cấy cách sử dụng giống men chọn Quá trình lên men tự phát trình diễn thay đổi sinh hóa mà khơng cần đến giống ban đầu Chúng thường kết hoạt động cạnh tranh nhiều loại vi sinh vật có sẵn thực phẩm Q trình bị chi phối vi sinh vật thích nghi tốt với chất thực phẩm thông số trình (tỷ lệ carbon nitơ, nhiệt độ, pH, oxy) Quá trình lên men thường thực loạt vi sinh vật chiếm ưu vi khuẩn lactic, sau loài nấm men khác Vi khuẩn lactic sản xuất acid lactic chất kháng khuẩn khác chất ức chế phát triển vi khuẩn có hại tác nhân gây hư hỏng Nấm men chủ yếu tạo thành phần hương thơm rượu Phần lớn quy trình cơng nghiệp lên men dưa, bắp cải tiến hành trình tự phát Trong phương pháp back-slopping, vật liệu từ mẻ sản phẩm lên men trước sử dụng để cấy vào mẻ nhằm bắt đầu quy trình Thơng qua phương pháp back-slopping này, giai đoạn đầu trình lên men rút ngắn nguy thất bại (Holzapfel 2002); nhiên, làm cho lên men nửa liên tục Việc cấy chủng vi sinh vật ban đầu chọn sử dụng làm bất hoạt hệ vi sinh vật có sẵn cách xử lý nhiệt ngun liệu thơ, cho phép vi sinh vật ban đầu thêm vào phát triển (Josephsen Jespersen 2006) Tuy nhiên, trình xử lý nhiệt mang lại thay đổi không mong muốn kết cấu số nguyên liệu thô (như trái rau quả) Các giống ban đầu đại lựa chọn dạng chủng nhiều chủng, tùy thuộc vào thích ứng chúng với chất nguyên liệu thô Giống ban đầug sử dụng (tức chủng đơn hay chủng đa) xác định thuộc tính chất, kỳ vọng người tiêu dùng u cầu kỹ thuật Lợi ích q trình lên men Quá trình lên men phương pháp bảo quản rẻ tiền tiết kiệm lượng để bảo quản loại rau dễ hư hỏng Nó yêu cầu thiết bị phức tạp để thực trình lên men để bảo quản sản phẩm lên men Các quy trình dễ dàng sử dụng để lên men rau nhà (Motarjemi Nout 1996) Do đó, q trình phù hợp nước phát triển để bảo quản rau dư thừa Quá trình lên men sử dụng nhiều nhà máy để bảo quản thực phẩm để tiêu thụ sau này, từ cải thiện an ninh lương thực Quá trình lên men cải thiện an tồn thực phẩm, cách giảm nguy tác nhân gây bệnh độc tố đạt mức gây nhiễm gây độc, kéo dài tuổi thọ cách ức chế phát triển tác nhân gây hư hỏng, gây thay đổi cảm quan khiến thực phẩm không chấp nhận người tiêu dùng Ngồi ra, ngày cơng nhận rộng rãi loại thực phẩm lên men lành mạnh tự nhiên, điều tăng nhu cầu người tiêu dùng từ tăng lợi nhuận cho nhà sản xuất Vi Sinh Vật Được Sử Dụng Trong Các Loại Thực Phẩm Lên Men Có nhiều nhóm vi sinh vật (Lactobacilli, Leuconostoc, Pediococci) thường sử dụng loại thực phẩm lên men Vi khuẩn acid lactic nấm men coi chiếm ưu q trình lên men rau Ni cấy vi khuẩn Môi trường nuôi cấy vi khuẩn môi trường nuôi cấy chủng vi khuẩn tinh khiết hỗn hợp, sử dụng để bắt đầu trình lên men Việc sử dụng vi khuẩn acid lactic làm môi trường nuôi cấy ban đầu sản xuất thực phẩm lên men phương pháp chế biến thực phẩm lâu đời sử dụng Nó sản xuất sản phẩm ổn định, thực phẩm thu có đặc tính cảm quan hương vị cụ thể mong muốn Thực tế sản phẩm lên men tự nhiên chứa vi sinh vật chất kháng vi sinh mà chúng tạo tiêu thụ truyền thống mà không gây tác động tiêu cực đến sức khỏe, có giấy phép cho vi khuẩn acid lactic có trạng thái GRAS (thường cơng nhận an tồn) (Giraffa et al 1994) Trong nhiều trường hợp, thay đổi rõ ràng trình lên men acid lactic sản xuất acid giảm pH sau dẫn đến tăng độ chua giảm độ (McFeeters 2004) Vi khuẩn acid lactic bao gồm nhóm vi sinh vật đa dạng sở hữu loạt đặc tính chung; tất sản xuất acid lactic biết đến với tác động ức chế nhiều vi sinh vật khác Vi khuẩn acid lactic thông thường vi khuẩn nhiệt độ trung bình, phát triển nhiệt độ thấp 5°C cao 45°C Tương tự, phần lớn dòng vi khuẩn phát triển pH 4.0-4.5, số hoạt động pH 9.6 số khác pH 3.2 (Caplice Fitzgerald 1999) Các đặc tính quan trọng vi khuẩn acid lactic sử dụng trình lên men rau trình bày bảng 17.1 Nói chung, ngoại trừ số loại streptococci, vi khuẩn acid lactic không gây hại cho người Điều làm cho vi khuẩn acid lactic trở thành tác nhân lý tưởng cho bảo quản thực phẩm Các đường mà hexoses chuyển hóa chia vi khuẩn acid lactic thành hai nhóm: homofermetative heterofermentative Vi khuẩn acid lactic chia thành nhóm dựa hoạt động chúng trình lên men glucose Homofermenters Pediococcus, Streptococcus, Lactococcus số Lactobacilli sản xuất acid lactic sản phẩm từ glucose (London 1990) Heterofermenters, Weissella Leuconostoc, có vai trò quan trọng việc sản xuất thành phần flavonoid acetaldehydes diacetyl Vi khuẩn acid lactic có loạt phương pháp để cạnh tranh với vi sinh vật khác (Guizani Mothershaw 2006, 2007) Cơ chế hiệu chúng phát triển dễ dàng hầu hết loại thực phẩm, sản xuất acid, làm giảm pH nhanh chóng đến mức mà vi sinh vật cạnh tranh khác tồn (Steinkraus 1983) Lactobacillus thiếu catalase có khả sản xuất hydrogen peroxide có tác dụng ức chế vi sinh vật gây hư hỏng (Steinkraus 1983) Vai trò hydrogen peroxide chất bảo quản nhỏ, đặc biệt so sánh với sản xuất acid Carbon dioxide sản xuất heterofermenters có tác dụng bảo quản phần kỵ khí (Steinkraus 1983) Ngồi ra, vi khuẩn acid lactic có tiềm lớn để ức chế vi sinh vật thông qua sản xuất bacteriocin (Caplice Fitzgerald 1999; Leroy De Vuyst 2004; Drider et al 2006) Bảng 17.1 Các thuộc Lactobacillus tính quan trọng vi khuẩn acid lactic Thuộc tính brevis thường sử dụng plantarum Leuconostoc- Pediococcus mesenteroides pentosaceus trình lên men rau quả: Hình thái Que-đơn bào Que-xếp theo cặp Hình trịn-xếp chuỗi ngắn theo cặp 30-35 20-25 Hình cầu-xếp Nhiệt độ tăng trưởng tối ưu 30 35 (° C) Lên men đồng Có Lên men dị dưỡng Sản phẩm Khẩu phần Molar Có + + Lactate:acetate: Lactate:acetate: CO2 CO2 1:1:1 Lactate 1:1:1 Lactate DL DL,D(−), L(+) D(−) DL, L(+) Acid lactic sản xuất từ đường glucose Vi khuẩn lactic vi khuẩn cần chế độ dinh dưỡng khó tính cần bổ sung chất bao gồm vitamin acid amin Bắp cải, dưa chuột ô liu sử dụng để ngâm dường chứa đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho phát triển vi khuẩn lactic, thường liên quan đến trình lên men mặt hàng Ô liu xanh Tây