tìm hiểu quy trình sản xuất nem chua truyền thống và bổ sung vi khuẩn lactobacillus plantarium để hoàn thiện sản phẩm

Sử dụng vi khuẩn probiotic Lactobacillus plantarium làm giống khởi động cho quá trình lên men nem chua nhằm đạt chất lượng sản phẩm không những được đảm bảo hơn mà còn là một thực phẩm t

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

HUỲNH THỊ THÙY TRANG

TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NEM CHUA TRUYỀN THỐNG VÀ BỔ SUNG VI KHUẨN

LACTOBACILLUS PLANTARIUM ĐỂ HOÀN THIỆN

SẢN PHẨM

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Cần Thơ, 2014

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MSSV: C1200660 Lớp: CB1208L1

Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “Tìm hiểu quy trình sản xuất nem chua

truyền thống và bổ sung vi khuẩn probiotic Lactobacillus plantarium để hoàn

thiện sản phẩm” do Huỳnh Thị Thuỳ Trang thực hiện và báo cáo, đã được hội đồng chấm luận văn thông qua

Cần Thơ, ngày tháng năm 2014

Lê Nguyễn Đoan Duy

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân với sự hướng dẫn của thầy Lê Nguyễn Đoan Duy Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và do chính tôi thực hiện

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2014

Huỳnh Thị Thùy Trang

Kính chúc quý thầy cô, các anh chị và các bạn hạnh phúc, luôn thành công trong công việc cũng như trong cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên thực hiện

Huỳnh Thị Thùy Trang

TÓM TẮT



Nem chua là sản phẩm lên men từ thịt tươi, được chế biến theo phương pháp cổ truyền lâu đời Nem chua thu hút mọi người ở vị chua, cay rất đặc trưng, đây là món ăn không thể thiếu trong mỗi gia đình vào các dịp lễ, Tết cổ truyền…Sản phẩm nem chua thường được sản xuất theo kinh nghiệm ở quy mô thủ công vừa và nhỏ nên chất lượng sản phẩm khó giữ được ổn định Vì vậy, việc xác định các điều kiện thích hợp cho quy trình sản xuất nem chua cần được tiến hành Sử dụng vi khuẩn probiotic Lactobacillus plantarium làm giống khởi động cho quá trình lên men nem chua nhằm đạt chất lượng sản phẩm không những được đảm bảo hơn mà còn là một thực phẩm tốt cho sức khỏe người tiêu dùng Nghiên cứu được tiến hành với 3 khảo sát: (i) Ảnh hưởng của nồng độ đường (55%, 60%, 65%, 70%) và nhiệt độ (

30 0 C, 37 0 C) đến quá trình lên men; (ii) Ảnh hưởng tỷ lệ bì (% theo khối lượng thịt) (70%, 80%, 90%, 100%) đến cấu trúc và cảm quan sản phẩm; (iii) ảnh hưởng tỷ lệ giống vi khuẩn probiotic Lactobacillus plantarium (0,05%, 0,1%, 0,15%) đến quá trình lên men và giá trị cảm quan sản phẩm

Kết quả khảo sát cho thấy pH thịt giảm dần sau những ngày lên men và ở ngày thứ

4 sản phẩm được đánh giá cảm quan tốt với nồng độ đường bổ sung là 65% và nhiệt độ lên men ở 30 0 C Để cải thiện cấu trúc sản phẩm thì tỷ lệ bì (% theo khối lượng thịt) ở 90% cho sản phẩm có độ dai tốt, được đánh giá cảm quan cao hơn Vi khuẩn probiotic L.plantarium được cấy vào với tỷ lệ 0,1% là thích hợp, không làm thay đổi cấu trúc nhiều và đem lại nhiều dinh dưỡng, có lợi sức khỏe đối với người tiêu dùng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ii

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH HÌNH viii

DANH SÁCH BẢNG viii

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Tổng quan 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan về nem chua truyền thống 3

2.1.1 Giới thiệu về nem chua truyền thống 3

2.1.2 Phân loại nem chua 3

2.2 Nguyên liệu sử dụng trong quá trình chế biến nem chua 7

2.2.1 Thịt nạc 7

2.2.2 Da heo 10

2.2.3 Đường 10

2.2.4 Tỏi 11

2.2.5 Tiêu 12

2.2.6 Muối 12

2.2.7 Bột ngọt (Monosodium Glutamate) 13

2.2.8 Natri Polyphosphat 13

2.2.9 Ớt 14

2.2.10 Bao bì gói nem 14

2.3 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men lactic 15

2.3.1 Vi sinh vật trong lên men lactic 15

2.3.2 Các giai đoạn hoạt động của vi sinh vật trong lên men lactic 20

2.4 Tổng quan về probiotic 20

2.4.1 Lịch sử phát triển và khái niệm probiotic 20

2.4.2 Tác dụng của probiotic đến sức khỏe con người 21

2.4.3 Vi sinh vật khởi động cho quá trình lên men thịt 23

2.4.4 Sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn lactic 25

2.5 Những vấn đề còn hạn chế trong sản xuất nem chua 26

CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 27

3.1.1 Địa điểm và thời gian 27

3.1.2 Nguyên liệu và phụ gia 27

3.1.3 Thiết bị và dụng cụ 27

3.1.4 Hóa chất 27

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

3.2.1 Phương pháp thí nghiệm 28

3.2.2 Phương pháp phân tích 28

3.3 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM 29

3.4 PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 30

3.4.1 Xác định thành phần cơ bản của thịt 30

3.4.2 Khảo sát tỷ lệ đường ảnh hưởng và nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình lên men 30

3.4.3 Khảo sát tỷ lệ bì đến cấu trúc và cảm quan sản phẩm 31

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

4.1 Xác định chỉ tiêu cơ bản của nguyên liệu 35

4.2 Ảnh hưởng nồng độ đường và nhiệt độ đến quá trình lên men 35

4.3 Ảnh hưởng tỷ lệ bì đến cấu trúc và giá trị cảm quan của sản phẩm 43

4.3 Bổ sung tỷ lệ giống Lactobacillus plantarium cấy vào nem chua 45

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 49

5.1 KẾT LUẬN 49

5.2 KIẾN NGHỊ 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

PHỤ LỤC 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH xi

PHỤ LỤC 2 KẾT QUẢ THỐNG KÊ xv

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Nem chua Ninh Hoà 4

Hình 2.2: Nem Làng Vẽ 5

Hình 2.3: Nem chua Lai Vung 6

Hình 2.4: Nem chua Ông Mập 6

Hình 2.5: Thịt heo 6

Hình 2.6: Giống Lactobacillus 17

Hình 2.7: Giống Streptococcus 17

Hình 2.8: Giống Leuconostoc 17

Hình 2.9: Giống Pediococcus 17

Hình 2.10: Lactobacillus plantarum 25

Hình 3.1: Quy trình sản xuất nem chua truyền thống 29

Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 33

Hình 4.1: Ảnh hưởng nồng độ đường đến pH sản phẩm ở nhiệt độ 370C 36

Hình 4.2: Sản phẩm nem chua lên men ở nhiệt độ 370C 36

Hình 4.3: Ảnh hưởng nồng độ đường đến pH sản phẩm ở nhiệt độ 300C 37

Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng acid lactic trong suốt thời gian lên men ở nồng độ đường 55% 37

Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng acid lactic trong suốt thời gian lên men ở nồng độ đường 60% 38

Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng acid lactic trong suốt thời gian lên men ở nồng độ đường 65% 38

Hình 4.7: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng acid lactic trong suốt thời gian lên men ở nồng độ đường 70% 39

Hình 4.8: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ cứng ở các nhiệt độ và nồng độ khác nhau 41

Hình 4.11: Đồ thị biểu diễn tỷ lệ giống vi khuẩn L.plantarium đến cấu trúc sản

phẩm 46

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của các loại thịt khác nhau 7

Bảng 2.2: Thành phần acid amin thiết yếu 8

Bảng 2.3: Các thành phần khoáng trong thịt heo 9

Bảng 2.4: Tiêu chuẩn của đường 11

Bảng 2.5: Tiêu chuẩn của muối trong chế biến 12

Bảng 2.6: Tiêu chuẩn của bột ngọt 13

Bảng 3.1: Phương pháp xác định các chỉ tiêu chất lượng nem chua 28

Bảng 4.1: Kết quả phân tích các chỉ tiêu cơ bản của thịt 35

Bảng 4.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ lên men đến pH cuối dịch lên men và hàm lượng acid sản phẩm 40

Bảng 4.3: Ảnh hưởng nhiệt độ, nồng độ đường đến cấu trúc sản phẩm 41

Bảng 4.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ đường đến giá trị cảm quan sản phẩm 42

Bảng 4.5: Ảnh hưởng tỷ lệ bì (% theo khối lượng thịt) đến cấu trúc sản phẩm 43

Bảng 4.6: Ảnh hưởng tỷ lệ bì đến giá trị cảm quan sản phẩm 44

Bảng 4.7: Ảnh hưởng tỷ lệ giống Lactobacillus plantarium vào nem đến pH cuối dịch lên men và hàm lượng acid sản phẩm 45

Bảng 4.8: Ảnh hưởng tỷ lệ giống Lactobacillus plantarium đến cấu trúc sản phẩm 46

Bảng 4.10: Mật số vi khuẩn lactic có trong sản phẩm 48

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Tổng quan

Nem chua được biết đến là một món ăn truyền thống đậm đà hương vị quê hương của người Việt Nam Nem chua là một sản phẩm được lên men từ thịt không qua quá trình xử lý nhiệt mà chủ yếu là nhờ vào hoạt động của hệ vi khuẩn lên men lactic nên phần lớn các chất dinh dưỡng trong thịt, đặc biệt là các vitamin, axit amin hòa tan không bị mất đi Hương thơm và vị chua đặc trưng của nem giúp con người cảm giác dễ chịu khi ăn cũng như quá trình tiêu hóa sẽ dễ dàng hơn Nem chua luôn xuất hiện trong những dịp quan trọng của người Việt Nam như cưới hỏi, ngày lễ, ngày tết, họp mặt gia đình, bạn bè… Ở nhiều nơi, sản phẩm này vẫn còn sản xuất bằng kỹ thuật thủ công gia truyền với quy mô nhỏ, chất lượng không ổn định, chưa đáp ứng được tiêu chuẩn về vệ sinh và an toàn thực phẩm nên chưa thỏa mãn được nhu cầu của nền kinh tế thị trường Xã hội ngày càng phát triển thì những yêu cầu

về chất lượng sản phẩm thực phẩm của người tiêu dùng ngày càng khắt khe hơn cả

về khía cạnh dinh dưỡng và vệ sinh an toàn thực phẩm trong quá trình sản xuất nem Vì vậy, để tạo ra sản phẩm có chất lượng thì người sản xuất phải đảm bảo vệ sinh an toàn từ khâu nguyên liệu đến thành phẩm Với kiến thức, kinh nghiệm lâu đời để tạo ra sản phẩm truyền thống thì cùng với sự tiến bộ của Khoa học kỹ thuật góp phần cải tiến làm cho sản phẩm mới đạt chất lượng tốt hơn và mang lại lợi ích cho sức khỏe của người tiêu dùng Để đáp ứng được yêu cầu trên, việc bổ sung nhóm vi khuẩn probiotic trong quá trình lên men không những được đảm bảo hơn

mà nó còn là một thực phẩm tốt cho sức khỏe

Là sinh viên ngành thực phẩm, nhằm tạo ra nhiều thực phẩm đảm bảo chất lượng và

vệ sinh thực phẩm để đóng góp một phần nhỏ ngành thực phẩm nói riêng và phát triển đất nước nói chung Để thực hiện mục tiêu của đề tài thì phải tìm hiểu kỹ hơn

về quy trình làm nem truyền thống và từ đó tạo ra sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất, mang lợi ích cho sức khỏe người tiêu dùng Do đó, luận văn này được thực hiện với

đề tài: “Tìm hiểu quy trình sản xuất nem chua truyền thống và bổ sung vi khuẩn

probiotic Lactobacillus plantarium để hoàn thiện sản phẩm”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng quy trình chế biến nem chua được thực hiện trên quy mô phòng thí nghiệm nhằm tạo ra sản phẩm đạt chất lượng về mặt vệ sinh, dinh dưỡng, cảm quan với mục tiêu đó đề tài tiến hành khảo sát:

 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ và nồng độ đường đến quá trình lên men

 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ bì (% theo khối lượng thịt) đến cấu trúc và cảm quan sản phẩm

 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ giống vi khuẩn probiotic Lactobacillus plantarium đến

quá trình lên men và giá trị cảm quan sản phẩm

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về nem chua truyền thống

2.1.1 Giới thiệu về nem chua truyền thống

Nem chua là một sản phẩm lên men thống của Việt Nam, là món ăn đặc sản rất được ưa thích Nem được chế biến theo phương pháp truyền thống và tạo cho nem

có một hương vị đặc trưng của từng vùng miền với những tên gọi nổi tiếng như nem Thủ Đức, nem Khánh Hòa, nem Thanh Hóa, nem Lai Vung, nem Ông Mập…Phần lớn các sản phẩm được sản xuất thủ công, tùy theo kinh nghiệm của từng hộ gia đình mà chất lượng và khả năng bảo quản khác nhau Nem chua là sản phẩm lên men từ thịt, bản chất của quá trình này là một quá trình chuyển hóa đường thành acid lactic Acid lactic sinh ra trong quá trình lên men làm pH môi trường giảm làm protein đông tụ, tạo cấu trúc, mùi vị đặc trưng cho nem chua

Một trong những yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm là nguyên liệu thịt Thịt heo dùng cho sản xuất phải là thịt “nóng”, thịt vừa mới giết mổ, không được dùng thịt đã ôi hay có màu sẫm Thịt được làm nhuyễn bằng máy hay quết bằng cối

đá, sau đó trộn với da heo đã được luộc chín và cắt thành sợi nhuyễn, rồi bổ sung các gia vị vào Trộn đều hỗn hợp với nhau rồi vo tròn thành từng viên Các viên thịt được gói bằng bọc kiếng rồi gói tiếp vào một hoặc hai lớp lá chuối buộc chặt bằng dây nilông Thời gian lên men ở nhiệt độ phòng từ 3 – 5 ngày Vi khuẩn lactic hoạt động mạnh ở thời gian này để chuyển đường thành acid lactic, làm giảm pH của thịt xuống, ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây thối, thay đổi cấu trúc và tạo vị chua cần thiết cho sản phẩm Nem thành phẩm thường được gói ở dạng cây dài hay hình vuông đều, đẹp, lá chuối còn tươi Nem có màu đỏ tương tự màu tự nhiên của thịt, có độ dai nhất định, vị chua của acid lactic, vị cay của ớt và tỏi, vị ngọt của đường Hầu hết quy trình sản xuất đều mang tính thủ công với quy mô hộ gia đình nên chất lượng nem chua trên thị trường không ổn định, thời giản bảo quản ngắn Vì thế chưa có một tiêu chuẩn nhất định để quản lý chất lượng của nem chua Việt Nam

2.1.2 Phân loại nem chua

Nem chua nổi tiếng là đặc sản của người dân Việt Nam, thu hút mọi người ở vị chua, cay, ngọt, bùi…rất đặc trưng Hầu như quy trình làm nem đều tương tự nhau, nhưng ở từng vùng miền sản phẩm nem chua tạo ra có hương vị màu sắc rất riêng khó lẫn vào đâu được Những cái tên nổi tiếng đã gắn liền hàng chục năm như: nem chua Ninh Hòa (Khánh Hòa), nem chua làng Vẽ (Hà Nội), nem chua Khánh Hòa, nem chua Thủ Đức, nem chua Lai Vung (Đồng Tháp), nem chua Ông Mập (Mỹ Thuận – Tiền Giang)…Tùy thuộc vào giống, nguyên liệu ở từng địa phương khác

nhau cho ra sản phẩm ở từng nơi đều có cái ngon riêng, mùi vị riêng đã tạo nên nét đặc trưng của các đia phương đó Ở miền Bắc, nem chua được gói dưới dạng hình vuông nhỏ hoặc hình thỏi, có màu hồng nhạt và vị hơi chua hơn Còn miền Nam, màu của nem hơi đậm hơn, vị chua của acid lactic sinh ra và thích hậu vị ngọt hơn Sau đây là một số nem chua nổi tiếng:

Nem chua Ninh Hòa (Khánh Hòa)

Ở Ninh Hòa nổi tiếng với đặc sản là nem chua, bởi thế tên gọi nem được gắn với tên của địa phương Nem được chế biến cầu kỳ và thủ công đảm bảo cho nem có độ dai

và chua vừa phải Thịt dùng để làm nem là thịt đùi hay thịt lưng giã nhuyễn liên tục bằng tay.Để thịt giã đạt độ nhuyễn dai là một quá trình dài mà những người có kinh nghiệm mới làm được Ở Ninh Hoà, da heo luộc vừa chín tới vớt để ráo nước, nạo sạch mỡ, lạng mỏng thành nhiều lớp rồi xắt thành sợi nhỏ trộn đều với thịt đã giã nhuyễn Trộn hỗn hợp này cùng với các loại gia vị: muối, bột ngọt, đường, nước mắm, tỏi, tiêu, ớt, thính Sau đó, chia nhỏ hỗn hợp thành những khoảng dài hoặc dạng hình vuông Dùng lá chùm ruột hay lá vông lót ở bên trong kèm theo vài lát tỏi mỏng và ớt rồi dùng lá chuối gói lại sao cho chặt và kín

Hình 2.1 Nem chua Ninh Hoà

Nem chua Thanh Hoá

Nem chua Thanh Hoá phải làm từ thịt nạc ngon, tươi không dính gân đem thái mỏng cho vào cối giã nhỏ mịn Giã thịt là khâu đòi hỏi kỹ thuật, sức khoẻ, phải giã thật nhanh đều Thành phần quan trọng thứ hai là bì lợn được cạo sạch lông, lạng hết mỡ Bì lợn đã thái nhỏ đem trộn với thịt đã xay nhuyễn, nêm muối tinh rang khô, nước mắm ngon, mì chính hạt tiêu và thính Thính được làm từ gạo, gạo đem rang chính vàng thơm rồi xay thật nhỏ Hỗn hợp trên được chia nhỏ thành hình trụ

Nem Làng Vẽ

Nem làng Vẽ thường làm là loại nem chua Nguyên liêu chính làm nem chua là thịt lợn tươi, mới giết mổ, sau khi rửa sạch được lọc hết thịt mỡ, gân để lấy thịt nạc nguyên Thái thịt thành từng miếng mỏng, nhỏ rồi bỏ vào cối giã, cho đến khi thịt nhuyễn, dẻo quánh là được Thịt được lấy ra trộn chung với gia vị, lá ổi non cùng chất men chua rồi lấy lá chuối gói kín lại, ủ từ 7 đến 10 ngày thì nem chín Nem ngon sẽ có màu hồng tươi, không dính lá, không bị mốc Bí quyết giúp nem ngon thì chỉ có những người Làng Vẽ mới biết, họ truyền miệng lại cho nhau từ đời nọ sang đời kia

Hình 2.2: Nem Làng Vẽ

Nem chua Lai Vung (Đồng Tháp)

Nghề làm nem phát triển mạnh ở xã Tân Thành, xã Long Hậu, thị trấn Lai Vung và được xem là làng nghề truyền thống lâu năm nhất ở Đồng Tháp Những chiếc nem

do người dân làng nghề làm ra có vị chua, ngọt, hơi cay, chất lượng thơm ngon, được người tiêu dùng ưa chuộng Đây cũng là món ăn phổ biến trong các bữa tiệc của người dân Nam Bộ Thịt nạc lọc hết gân, mỡ, xắt mỏng cho vào cối, thêm đường, muối vừa đủ và xay nhuyễn Xay xong cho da heo (bì), thính vào trộn, không quên rắc vài hạt tiêu và miếng tỏi xắt mỏng Nem được gói vào lá chùm ruột hay lá vông non, bên ngoài bọc một lớp lá chuối Cột nem bằng dây nylon, kết thành 10 chiếc gọi là xâu nem Một ngày sau khi gói, nem bắt đầu lên men chua, đến ngày thứ ba thì thật sự “chua” rộ Khi tháo ra ăn, nem tạo nên sự hỗn hợp hương vị chua, cay, mặn, ngọt, thêm độ giòn của bì càng tăng vị độc đáo khi thưởng thức

Hình 2.3: Nem chua Lai Vung

Nem Ông Mập

Ngoài nem Lai Vung, người dân miền Tây khá ưa chuộng với nem Ông Mập, được sản xuất tập trung ở Cái Bè – Tiền Giang Khách du lịch thường mua về làm quà biếu tặng, từ đó sản phẩm được biết đến nhiều Chính nhờ những ưu điểm trên mà nem Ông Mập được cục sở hữu công nghiệp cấp giấy chứng nhận nhãn hiệu độc quyền vào năm 2001 Cũng từng ấy công thức như nhau nhưng với những kinh nghiệm lâu đời mà sản phẩm tạo ra có mùi vị đặc trưng của từng nơi Thịt heo dùng cho sản xuất phải là heo vừa giết mổ, dùng thịt nạc ở đùi sau, lọc bỏ mỡ và gân Sau

đó cắt thành miếng có kích cỡ 7cm x 5cm x 3cm rồi quết nhuyễn Trong quá trình quết cho thêm các gia vị đường, muối, tỏi, tiêu…Da heo luộc chín khoảng 15 phút, loại bỏ hết mỡ, cạo sạch lông rồi phơi khô, tiếp theo đưa vào máy cắt da thành sợi

bì nhỏ rồi trộn đều hỗn hợp thịt nhuyễn và bì Ở mỗi chiếc nem người ta thêm vào

đó tỏi, ớt để trang trí và cũng để tạo mùi vị cho sản phẩm Dùng lá chùm ruột hay lá vông và bọc nylông bao kín nem, bên ngoài được gói chặt bằng lá chuối Để nem lên men tự nhiên từ 3 – 5 ngày để đạt độ chua cần thiết thì có thể sử dụng được

Hình 2.4: Nem chua Ông Mập

2.2 Nguyên liệu sử dụng trong quá trình chế biến nem chua

2.2.1 Thịt nạc

Trong quá trình sản xuất nem chua thì khâu quan trọng quyết định giá trị sản phẩm

là khâu chọn nguyên liệu Thịt sử dụng để làm nem chua đòi hỏi phải là thịt heo tươi, mới giết mổ (thịt nóng), thịt còn mềm các tế bào của thịt còn giữ được tính chất của tế bào sống Với loại thịt này, sợi cơ còn nguyên vẹn giúp cho việc xé hay đánh tơi các sớ thịt được dễ dàng, đồng đều hơn và giúp quá trình quết sẽ nhuyễn mịn, vừa dẻo vừa kết dính tạo độ dai cho nem Tốt nhất là dùng phần thịt đùi sau (hoặc thịt mông) và thông qua sự kiểm soát của cục thú y

Chất lượng của thịt được xác định bằng tỷ lệ giữa các mô, đặc tính sinh lý của con vật Tỷ lệ này thường nằm dao động trung bình khoảng:

Mô liên kết 9 – 14%

(Nguyễn Văn Mười, 2005)

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của các loại thịt khác nhau

Loại thịt Hàm lượng g/100g (phần ăn được) Giá trị năng

18,9

16,3

14,6

18,2 15,2

12,4

15,3

33,0

18,4 39,0

1,0

0,8

0,8

0,8 0,8

(Nguồn: Nguyễn Văn Mười, 2005)

Giá trị dinh dưỡng chính của thịt là nguồn protein ở mô cơ Đó là loại protein hoàn thiện, chứa đủ 8 loại axit amin cần thiết cho cơ thể và có tỷ lệ cân đối Ở phần nạc đùi chứa hàm lượng protein cao nhất vì ở phần này hoạt động nhiều hơn các vị trí khác Protein là hợp chất chủ yếu quyết định khẩu phẩn cho bữa ăn Nếu thiếu protein trong chế độ ăn hàng ngày sẽ dẫn đến nhiều biểu hiện xấu cho sức khỏe như

suy dinh dưỡng, giảm cân, chậm lớn, ảnh hưởng đến các hoạt động của các cơ quan chức năng như gan, hệ thần kinh, tuyến nội tiết

Bảng 2.2: Thành phần acid amin thiết yếu

Acid amin Hàm lượng protein (%)

Bảng 2.3: Các thành phần khoáng trong thịt heo

(Nguồn: Lê Thị Bạch Tuyết, 1994)

Động vật sau khi giết mổ, hô hấp sẽ ngừng lại, quá trình cung cấp oxy cũng ngừng lại làm cho điện thế oxy hóa khử giảm gây hoạt hóa enzyme xúc tác cho quá trình thủy phân ATP tạo năng lượng cần thiết cho quá trình co cơ:

Actin + myosin  Actomyosin

Đồng thời acid lactic bị tích lại, acid phosphoric cũng bị tích lũy làm cho pH của cơ thịt giảm xuống bằng pI của myosin và actin làm cho quá trình kết hợp thành actomyosin là quá trình không thuận nghịch do đó khả năng liên kết với nước giảm, làm mất một lượng nước Heo vừa mới giết mổ còn ở giai đoạn nóng, khả năng giữ nước của protein còn tốt và protein chưa bị biến tính giúp cho quá trình tạo gel sau này diễn ra tốt hơn

Yêu cầu về thịt nạc dùng trong quá trình sản xuất

nem chua rất quan trọng Không phải bất cứ phần

nào của thịt heo đều có thể dùng làm nem Mà phải

sử dụng thịt nạc đùi sau hay nạc mông, vì thịt nạc ở

những bộ phận này vừa mềm, ít gân, mỡ Theo

kinh nghiệm sản xuất nem truyền thống, trong quá

trình xử lý thịt ban đầu thì không nên rửa qua nước,

vì sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập từ

nguồn nước hoặc nếu nguồn nước vô khuẩn thì sau

khi rửa sẽ làm tăng hàm lượng nước trong thịt Hình 2.5: Thịt heo

cả các pH khi ở nhiệt độ cao, tăng độ kết dính

 Elastin

Elastin là protein có màu vàng, cũng là một protein có cấu trúc dạng sợi Một lượng nhỏ của elastin được tìm thấy trong mô liên kết cùng với collagen Nó là một protein không trương nở, bền, tạo thành các sợi đàn hồi, có thể kéo căng và sau đó trở lại hình dáng ban đầu Trong elastin lượng acid amin cơ bản thấp, khi làm nóng trong nước elastin kém trương nở Nó là một protein rất bền với acid, base và các protease, chỉ bị thủy phân một phần bởi papain

Da heo đã xử lý đóng vai trò như chất độn, chất kết dính các phần tử trong mô cơ giúp định hình sản phẩm làm tăng giá trị cảm quan của nem chua, độ dai, độ giòn Người ta thường chọn da heo tươi ở phần lưng Da phải được lạng sạch mỡ, cạo lông trước khi sử dụng Tiến hành luộc chín da heo, sau đó lạng mỡ lần nữa, đem phơi khô rồi cắt da thành từng sợi Da heo sau khi luộc có màu vàng tự nhiên, không sử dụng thuốc tẩy tránh gây độc hại cho người sử dụng

2.2.3 Đường

Ba dạng đường sử dụng chủ yếu trong thực phẩm là saccharose và các sản phẩm thủy phân của nó là glucose và fructose Do giá thành của saccharose thấp hơn nhiều so với glucose và fructose nên trong sản xuất nem chua và các sản phẩm thực phẩm thường dùng saccharose nhiều hơn

Saccharose là một loại đường đôi (Disaccharide) được tạo thành bởi gốc α-D glucopyranosyl và gốc β-D fructofuranose liên kết với nhau bằng liên kết 1,2 glucoside

Hình 2.7: Cấu tạo phân tử saccharose Bảng 2.4: Tiêu chuẩn của đường

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

Hình dạng Dạng tinh thể, khô, không vón

Mùi vị Tinh thể cũng như trong dung dịch đường trong nước có vị

mà vi khuẩn sử dụng để lên men chính là đường Đường chính là cơ chất cho sự lên men vì vậy nó chính là công cụ điều chỉnh quá trình lên men

2.2.4 Tỏi

Tỏi là một gia vị được sử dụng phổ biến trong đời sống hàng ngày, dùng để ướp, khử mùi hay tạo mùi cho nguyên liệu Tỏi có vị cay, tính ôn, ngoài làm gia vị tỏi còn có tác dụng kháng sinh mạnh, giải độc, thanh nhiệt Thành phần của tỏi chứa nhiều kháng sinh alicin C6H10OS2 là một hợp chất sulfur có tác dụng diệt khuẩn rất

mạnh đối với vi sinh vật như: Staphylococcus, Salmonella, Shigella Tinh dầu của

tỏi giàu glucogen và aliin, fitonxit có công dụng diệt khuẩn, sát trùng, chống viêm

nhiễm Ngoài ra, tỏi còn giúp làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu, giàu chất chống oxi hóa giúp khôi phục hoạt động của các tế bào trong cơ thể

Trong tỏi tươi không có chất alixin mà có chất aliin, chất aliin chịu tác dụng của men alinaza có trong củ tỏi tạo thành alicin Chất alicin mất tác dụng bởi nhiệt và kiềm, acid nhẹ thì ít bị ảnh hưởng

cay hắc làm cho tiêu có vị cay (Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/Hồ_tiêu)

2.2.6 Muối

Muối ăn được sử dụng để tạo vị mặn cho nem, bên cạnh còn ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng trong thịt, giảm sự oxy hóa và tăng tính hòa tan của protein giúp cải thiện khả năng kết gel của sản phẩm Muối NaCl không có độc tính nên có thể sử dụng lượng tùy thích, tuy nhiên do vị mặn nên sử dụng lượng vừa phải phù hợp với sản phẩm Lượng muối thường sử dụng khoảng 20 – 30g/kg thịt Tiêu chuẩn muối ăn dùng trong công nghệ thực phẩm được thể hiện ở bảng 2.5

Bảng 2.5: Tiêu chuẩn của muối trong chế biến

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

Màu sắc Trắng, trong

Vị Dung dịch muối 5% có vị mặn tính khiết,

không có vị lạ

Dạng bên ngoài Khô ráo, tơi đều, trắng sạch

Hàm lượng NaCl theo % khối lượng khô >97%

Hàm lượng chất khô không tan trong nước <2,5%

2.2.7 Bột ngọt (Monosodium Glutamate)

Bột ngọt được bổ sung vào để tăng vị cho sản phẩm, làm dịu vị mặn của muối và tạo vị ngọt giống thịt

Bảng 2.6: Tiêu chuẩn của bột ngọt

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

Trạng thái Bột mịn, không vón cục, dễ tan trong nước, điểm đen

- Nâng pH của sản phẩm: nhờ sự hiện diện của polyphosphate, pH của protein thịt được nâng lên đáng kể từ 0,2 đến 0,5 đơn vị, điều này góp phần cải thiện khả năng giữ nước của thịt (Nguyễn Văn Mười, 2005)

- Hình thành liên kết với ion Ca2+ và Mg2+: ion Ca2+ và Mg2+ hiện diện với hàm lượng nhỏ trong thịt tuy nhiên nó có khả năng liên kết với protein sợi cơ trong thịt

Tỷ lệ của liên kết này gia tăng trong suốt giai đoạn tê cứng Cầu nối của ion Ca2+ và

Mg2+ tạo nên các liên kết không linh động của mạng protein, làm giảm khả năng

liên kết nước của protein Khi polyphosphate được thêm vào trong thịt sẽ hình thành liên kết với ion Ca2+ và Mg2+, làm cho mạng protein được nới lỏng, khả năng liên kết với nước tăng (Nguyễn Văn Mười, 2005)

- Phân tách actomyosine: polyphosphate có khả năng phân tách phức hợp actomyosine thành actin và myosin giúp nhũ tương hình thành tốt hơn (Nguyễn Văn Mười, 2005)

Sự gia tăng khả năng giữ nước tạo ra do sự phân cực của các ion và sự gia tăng pH kết quả là làm gia tăng hiệu suất sản phẩm Tuy nhiên nếu sử dụng nhiều polyphosphate thì sản phẩm sẽ có mùi xà phòng làm giảm giá trị cảm quan Giới hạn thêm vào của phosphate là 0,5% ở sản phẩm sau cùng (Nguyễn Văn Mười, 2005)

2.2.9 Ớt

Ớt được sử dụng để tạo vị cay và tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm Vị cay của ớt

là từ hỗn hợp alkaloid hoạt tính capsaicin, chất này có tính kháng khuẩn, chống ung thư, giảm mức LDL cholesterol và chống tiểu đường, ngoài ra ớt chứa nguồn vitamin C khá lớn có tác dụng chống oxy hóa Theo nguồn cơ sở dữ liệu Dinh dưỡng Quốc gia Mỹ USDA, trong 100g ớt có 8,81g carbohydrate, 1,87g protit, 143,7mg Vitamin C, 1,244mg Niacin, 952IU Vitamin A Ớt còn có nhiều vitamin khác và một số chất khoáng

2.2.10 Bao bì gói nem

 Lá vông

Cây vông nem thuộc họ đậu, có nguồn gốc ở vùng ven biển Đông Phi, phân bố khắp

từ Châu Phi cho đến vùng nhiệt đới Nam Á, Đông Nam Á Ở Việt Nam, cây vông mọc tự nhiên và được trồng rộng rãi ở các vùng núi thấp trung du và đồng bằng Thành phần của lá vông nem gồm albuminoid 16,73%, carbohydrat 37,12%, acid phosphoric 0,5% (the Wealth of India, vol 3, 1952) Ngoài ra, trong thành phần lá vông nem có chứa các alkaloid có tác dụng ức chế thần kinh trung ương, làm yên tĩnh, gây ngủ, hạ nhiệt, hạ huyết áp, có tác dụng co bóp các cơ Mặt khác, trong lá vông còn chứa một lượng vi khuẩn lactic tự nhiên nên từ rất lâu đời người dân đã sử dụng lá vông trong gói nem để có được sản phẩm nem chất lượng tốt Vi sinh vật trong lá vông là những vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên, chúng sống trong môi trường xung quanh và trên lá mà chúng thích nghi Đối với nem chua là sản phẩm truyền thống từ lấu đời, với kinh nghiệm dân gian, lá vông được sử dụng để gói nem

bề mặt lá, khi tiếp xúc với nguyên liệu, các vi sinh vật sẽ xâm nhập vào nguyên liệu,

sử dụng nguồn dinh dưỡng trong nguyên liệu để phát triển và sinh ra acid lactic Ngoài lá vông người ta còn có thể sử dụng lá chùm ruột, lá ổi để thay thế và có tác dụng tương tự

2.3 Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men lactic

2.3.1 Vi sinh vật trong lên men lactic

 Nhóm vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lên men lactic có trong nhiều môi trường tự nhiên đã được Pasteur tìm ra

từ sữa bị chua Vi khuẩn lactic gồm những loài có cơ thể hình cầu, hình que ngắn Thuộc loài gram dương, phần lớn không có khả năng chuyển động, không sinh bào

550C và ưa lạnh thì thấp hơn 50C Khi gia nhiệt khoảng 60 – 800C, thì hầu hết vi khuẩn lactic bị chết sau 10 – 30phút

Vi khuẩn lactic có 4 nhóm chính:

Lactobacillus

Streptococcus

Leuconostoc

Pediococcus

Giống Lactobacillus

Lactobacillus là vi khuẩn Gram dương, không tạo bào tử (Walter P.Hammes và

Christian Hertel, 2006) Giống Lactobacillus (Lactobacillus plantarum,

Lactobacillus acidophilum) là giống được sử dụng rộng rãi, là loài có khả năng chịu

đựng acid nhiều nhất Fleming cùng cộng sự (1982) đã kết luận rằng, sự gốp phần

quan trọng nhất của vi khuẩn L plantarum trong việc tạo mùi vị của sản phẩm lên

men, là sự sinh ra hàm lượng acid làm giảm pH, để bảo quản và ngăn cản những vi sinh vật không mong muốn có thể sinh ra mùi vị xấu cho sản phẩm Chúng có dạng hình que thẳng hoặc cong Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển: loại ưa ấm: 28 –

350C, loại ưa nóng: 40 – 600C Lactobacillus lên men lactic ở cả hai dạng: lên men

đồng thể và lên men dị thể

Giống Streptococcus

Giống Streptococcus (Streptococcus lactis, Streptococcus thermophilus) là loài vi

khuẩn không nha bào, dạng liên cầu khuẩn, có khả năng lên men nhiều loại đường như: glucose, lactose, mantose , nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của chúng là

300C

Giống Leuconostoc

Giống Leuconostoc có dạng hình cầu, nhưng trong môi trường acid tế bào dài ra và nhọn ở 2 đầu Trong số đó loài Leuconostoc mesenteroides cùng với một số vi khuẩn lactic đồng hình khác như Lactobacillus plantarum, tham gia nhiều vào việc

chế biến rau muối chua

Giống Pediococcus

Pediococcus cũng là loại vi khuẩn lên men lactic, Gram dương, không sản sinh

enzyme catalase và oxidase Chúng có thể phát triển trong điều kiện nuôi cấy không sản xinh CO2 từ glucose (Wilhelm H Holzapfel et al, 2006)

Hình 2.6: Giống Lactobacillus Hình 2.7: Giống Streptococcus

Hình 2.8: Giống Leuconostoc Hình 2.9: Giống Pediococcus

(Nguồn: www.en.wikipedia.org/wiki ) (Nguồn: www.en.wikipedia.org/wiki )

Vi khuẩn lactic được chia làm 2 nhóm lên men: nhóm vi khuẩn lên men lactic đồng

hình và nhóm vi khuẩn lên men lactic dị hình

Nhóm vi khuẩn lên men lactic đồng hình

Lên men đường, cho sản phẩm chủ yếu là acid lactic (90 – 98%) Gồm một số loại

vi khuẩn sau: Streptococcus lactics, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus

plantarum, Lactobacillus acidophilum, Pediococcus cereviceae, Bacterium

cucumeris fermentati, Bacterium brassiceae fermentati

Có khả năng phân hủy đường theo con đường đơn giản và tạo nên sản phẩm chủ

yếu là acid lactic, đây là quá trình lên men lactic điển hình và được tóm tắt như sau:

C6H12O6 2CH3CHOHCOOH + 22,5 kcal

Do hệ enzyme trong những vi khuẩn khác nhau nên cơ chế hóa học của quá trình lên men lactic ở các giống vi khuẩn thường không giống nhau Ở vi khuẩn lactic điển hình, sự chuyển hóa đường thành acid lactic đi theo con đường lên men rượu đến giai đoạn tạo thành acid pyruvic, acid này được khử bằng 2 nguyên tử hydro nhờ vào enzyme Lacticodehydrogenase để trở thành acid lactic

Nhóm vi khuẩn lên men lactic dị hình

Nhóm vi khuẩn lactic không điển hình tạo ra quá trình lên men phức tạp hơn, gọi là lên men lactic không điển hình, hay là lên men lactic dị thể Chúng tạo nên trong môi trường ngoài acid lactic còn nhiều sản phẩm phụ như: acid acetic, rượu ethylic,

CO2, H2, dextran,

Vi khuẩn lên men lactic dị hình cần thiết trong lên men nem chua vì chúng sinh ra các acid dễ bay hơi và các hợp chất thơm (ester, diacetyl, acetaldehyde ) tạo mùi vị

ưa thích cho sản phẩm, chúng xuất hiện sớm trong quá trình lên men

2C6H12O6 CH3CHOHCOOH + COOHCH2CH2COOH + CH3CH2OH (đường) (acid lactic) (acid succinic) (ethylic)

+ CO2 + H2 + Q

Số lượng các sản phẩm phụ hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh vật và vào môi trường dinh dưỡng Thông thường nhóm vi khuẩn lên men dị hình cho ra 40% acid lactic, acid succinic gần 20%, acid acetic khoảng 10%, rượu ethylic khoảng 10% và các loại khí gần 20%

Lên men lactic cần cả sự lên men đồng thời của vi khuẩn lactic đồng hình và dị hình Vì quá trình lên men dị hình ngoài việc tạo thành acid lactic còn tạo ra các sản phẩm phụ như acid và rượu hợp thành ester có mùi thơm làm cho sản phẩm có hương vị đặc trưng

 Vi khuẩn butyric

Là loài vi khuẩn yếm khí, vi khuẩn này xâm nhập vào sản phẩm, biến đường và acid lactic thành các acid bay hơi và acid butyric, H2, CO2, H2O dưới tác dụng của vi khuẩn butyric

lacticodehydrogenase

Clostridium pasteurianum

Clostridium butyricum

Nhiệt độ tối ưu của nhóm vi khuẩn này thường từ 30 – 400C Khả năng dinh dưỡng nitơ của vi khuẩn này rất rộng, chúng có khả năng sử dụng protein, peptone, muối amon, muối nitrat, một số còn sử dụng cả nitơ phân tử Acid butyric làm cho sản phẩm có mùi ôi thối, khó chịu Vi khuẩn này tạo bào tử có khả năng chịu nhiệt cao

 Vi khuẩn gây thối

Nhóm vi khuẩn này có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ chứa nitơ tạo ra hợp chất H2S, indol, NH3 gây mùi thối cho sản phẩm Các vi khuẩn này có khả năng sinh bào tử, chịu nhiệt độ cao, gây hại cho sản phẩm trong quá trình bảo quản

Loại hiếu khí: Mesentericus, Bacillus subtilis

Loại yếm khí: Bacillus putrificus, Bacillus botulinum

 Nấm men

Nấm men là tên chung để chỉ nhóm nấm có cấu tạo đơn bào và thường sinh sản theo lối nẩy chồi Nấm men phân bố rộng rãi trong tự nhiên (đất, nước, rau quả) Nấm men có thể hoạt động trong hầu hết quá trình lên men rau cải Nấm men thường hoạt động ở giai đoạn lên men chính của quá trình, cho đến khi lượng carbohydrat không còn nữa

Lodder (1970) đã phân loại một số loài nấm men chủ yếu: Saccharomyces rosei,

Saccharomyces delbrueckii, Torulopsis versatilis, Torulopsis caroliniana, Torulopsis holmii,

Nấm men oxy hóa có thể sử dụng acid lactic và hạ thấp acid của nước muối tạo điều kiện cho các vi khuẩn gây hư hỏng phát triển Acid sorbic được sử dụng để làm giảm sự phát triển của nấm men oxy hóa

 Nấm mốc

Nấm mốc phân bố rộng rãi trong tự nhiên, có cấu trúc hình sợi phân nhánh, phát triển rất nhanh tạo thành màng sợi chằng chịt gọi là hệ sợi nấm Nấm mốc là nhóm tạo khuẩn ty ở dạng bột màu xanh, màu vàng, trắng, đen, Nấm mốc là loại vi sinh vật hiếu khí Nhiều loại nấm mốc có lợi được sử dụng trong công nghiệp sản xuất các chế phẩm enzyme tổng hợp acid hữu cơ Nhưng bên cạnh đó, một số loại gây hại như làm mốc thực phẩm, có thể gây bệnh cho người Trong và sau quá trình lên

men lactic thường gặp các loài mốc như: Aspergillus, Cidium lactics,

2.3.2 Các giai đoạn hoạt động của vi sinh vật trong lên men lactic

Quá trình lên men lactic trong sản phẩm lên men chua có thể chia làm 3 giai đoạn:

 Giai đoạn đầu

Ở giai đoạn đầu độ acid của sản phẩm còn thấp thuận lợi cho một số vi khuẩn gây

thối và vi khuẩn lên men không điển hình phát triển, chủ yếu là Leuconostoc

mesentiricus Đây là loại cầu khuẩn có khả năng chuyển hóa đường thành acid

lactic, acid acetic và sinh khí Khả năng tích tụ acid của chủng này kém (ít hơn 1%) Khi acid được tạo thành, giá trị pH của sản phẩm giảm dần và sẽ kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn không cần thiết Chất lượng của sản phẩm phụ thuộc nhiều vào mức độ hoạt động của vi khuẩn latic và tốc độ hình thành acid lactic nhanh hay chậm

 Giai đoạn lên men chính

Vi khuẩn lactic phát triển chiếm ưu thế trong giai đoạn này nên lượng aicd lactic tích tụ nhiều Chúng phát triển trong sản phẩm cho đến khi lượng cacbohydrat có thể lên men được không còn nữa hoặc cho đến khi vi khuẩn lactic bị kiềm hãm do

pH của môi trường giảm thấp Khi đó phần lớn vi khuẩn gây thối bị ức chế Chủng

vi khuẩn phát triển chủ yếu trong thời kì này là Lactobacillus plantarum,

Lactobacillus cucumenris, Bacterium brassiceae fermentati,

Đây là thời kỳ rất quan trọng của quá trình lên men lactic vì sản phẩm tịch tụ được lượng acid cao và có hương vị đặc trưng cho sản phẩm

 Giai đoạn cuối

Khi acid lactic tích tụ với một lượng khá cao thì các vi khuẩn latic cũng bị ức chế, các nấm men và nấm mốc sẽ bắt đầu phát triển phân giải axit lactic thành CO2 và nước, pH tăng lên, sản phẩm có mùi mốc và hư hỏng sản phẩm

2.4 Tổng quan về probiotic

2.4.1 Lịch sử phát triển và khái niệm probiotic

Việc sử dụng vi sinh vật sống nhằm tăng cường sức khỏe con người không phải là mới Trên hàng ngàn năm trước, rất lâu trước khi có sự tìm ra thuốc kháng sinh, con người đã biết tiêu thụ các thực phẩm chứa vi sinh vật sống có lợi chẳng hạn như các sản phẩm sữa lên men Các bằng chứng cho thấy quá trình sản xuất sữa lên men được ghi trong “Book of Genesis” Theo Ayurveda, một trong số ngành y học lâu

nó, để chữa trị rối loạn ruột và dạ dày

Khoa học giải thích cho ảnh hưởng có lợi của các vi khuẩn lacitc có trong sữa lên men được cung cấp lần đầu tiên năm 1907 bởi người đoạt giải Nobel, nhà sinh lý học người Nga, Eli Metchnikoff Trong bài thảo luận xuất sắc của ông “Việc kéo dài cuộc sống” (‘The prolongation of life’), Metchnikoff đã tuyên bố “Sự phụ thuộc của hệ vi sinh vật trong ruột đối với thực phẩm làm cho nó có khả năng chấp nhận biện pháp thay đổi hệ vi sinh vật trong người của chúng ta, tức là thay thế vi sinh vật có hại bởi vi sinh vật hữu ích (Metchnikoff, 1907”.Người ta đề xuất rằng sự tiêu hóa một vài vi khuẩn được chọn lựa có thể có ích lợi ảnh hưởng đến vùng dạ dày ruột người Ông là người đầu tiên đưa ra giả thuyết về cuộc sống khỏe mạnh và tuổi thọ cao của những người nông dân Bulgari, khi họ sử dụng những sản phẩm sữa lên men hằng ngày, đặc biệt là yaourt giúp bảo vệ hệ thống đường ruột khỏi những viêm nhiễm Những thập niên sau đó, ông tiếp tục nghiên cứu để chứng minh chúng

thuộc Lactobacillus có khả năng chống lại các vi sinh vật gây bệnh và giảm độc tố

do chúng sinh ra Ông tin khi được tiêu thụ, các vi khuẩn lên men trong sản phẩm ảnh hưởng tốt đến hệ vi sinh vật của ruột kết, giảm hoạt động của vi khuẩn độc, bằng cách ấy dẫn đến cuộc sống thọ

Từ “probiotic” có nguồn gốc từ Hy Lạp có nghĩa là “cho cuộc sống” Tuy nhiên, định nghĩa về probiotic đã phát triển nhiều theo thời gian Metchnikoff và Tisser là những người đầu tiên đưa ra giả thuyết về probiotic Nhưng đến năm 1960, probiotic mới được sử dụng để chỉ những vi sinh vật có khả năng kích thích sự phát triển của các vi sinh vật khác Năm 1989, Fuller định nghĩa lại, “Probiotic là những

vi sinh vật sống mà khi sử dụng mang lại những lợi ích cho vật chủ bằng cách củng

cố cân bằng hệ thống vi sinh vật đường ruột” Một định nghĩa tượng tự do Havenaar

và Huis in’t Veld (1992) đưa ra “Probiotic là một hay hỗn hợp nhiều vi khuẩn mà khi cung cấp cho người hay động vật thì mang lại những hiệu quả có lợi cho vật chủ bằng cách tăng cường những đặc tính của các vi sinh vật trong hệ tiêu hóa” Một định nghĩa khác “Probiotic là vi sinh vật sống mang lại hiệu quả về sức khỏe cho vật chủ” (Bockelmann, 1998) Và hiện nay theo định nghĩa của FAO/WHO:

“Probiotic là những vi thể sống mà với số lượng được kiểm soát hợp lý sẽ giúp bồi

bổ sức khỏe cho người tiếp nhận”

2.4.2 Tác dụng của probiotic đến sức khỏe con người

 Cải thiện việc sử dụng lactose ở những người không dung nạp được lactose

Sự không dung nạp đường lactose (có nhiều trong sữa) xảy ra khá phổ biến ở nhiều người, gây ra sự đầy hơi, khó tiêu khi hấp thu thực phẩm có chứa đường lactose Nhiều nghiên cứu đã cho thấy một số chủng vi khuẩn lên men axit lactic trong sản

phẩm sữa lên men có thể cải thiện các triệu chứng kháng đường lactoza của cơ thể bằng cách cung cấp men lactaza cho đường ruột và dạ dày Sử dụng các thực phẩm

có chứa các chủng vi khuẩn này giúp cải thiện rõ rệt khả năng tiêu hóa đường lactose

 Làm giảm một số bệnh đường tiêu hóa

Bệnh loét

Bệnh loét trong hệ thống tiêu hóa (do vi khuẩn Helicobacter Pylori gây ra) có lien quan đến chế độ ăn uống hàng ngày do ít sử dụng các sản phẩm lên men và rau quả,

sử dụng quá nhiều sữa, tinh bột Vi khuẩn lactic có thể ngăn chặn sự phát triển của

vi sinh vật gây bệnh và làm giảm hoạt tính của enzyme urease – enzyme cần thiết cho các vi sinh vật gây bệnh lưu trú trong môi trường acid của dạ dày

Bệnh tiêu chảy do vi sinh vật

Kích thích hệ thống miễn dịch tăng lên, đáp ứng miễn dịch IgA đặc hiệu chống lại

sự nhiễm vi sinh vật gây bệnh

Ngăn chăn sự bám chặt và phát triển của các vi sinh vật gây bệnh đường ruột như

Samonella, E.coli, Shingela

 Tổng hợp vitamin

Các vi khuẩn đường ruột có khả năng sinh nhiều vitamin khác nhau Việc hấp thu các vitamin trong đường ruột khá kém, do đó việc các vi khuẩn có khả năng sinh

vitamin rất quan trọng Theo các nghiên cứu, L.brevis có khả năng tổng hợp vitamin

D và vitamin K, B.bifidum và L acidophilus tổng hợp được vitamin B như niacin,

folic, B6 và vitamin K

 Giảm cholesterol

Vi khuẩn đường ruột chuyển cholesterol sang dạng khó hấp thu hơn do đó làm cản trở việc hấp thu cholesterol vào hệ thống ruột Theo các nhà nghiên cứu, các vi khuẩn probiotic khống chế làm cho cholesterol khó hấp thu được vào máu thông qua các cơ chế sau:

- Hấp thu một lượng cholesterol có mặt trong hệ thống ruột

- Tăng chuyển hóa cholesterol thành chất khác và giảm sự hấp thu của chất này vào

cơ thể

- Giảm sự hấp thu cholesterol của ruộtvà tăng sự bài tiết của phân

và chất béo, giữ hệ thống tim mạch mạnh khỏe

 Tăng cường hệ thống miễn dịch

Thực phẩm chức năng probiotic có thể góp phần cải thiện hệ thống miễn dịch của

cơ thể, làm tăng hàm lượng globulin Sự hấp thụ thực phẩm probiotic đối với người

ốm và trẻ nhỏ cải thiện rõ rệt sức đề kháng của cơ thể

Tăng cường chức năng chống virus của hệ miễn dịch

Tăng khả năng đề kháng chống lại một số quá trình tự miễn

Gián tiếp chống lại hiện tượng radiation – included depression in white blood cells: đây là hiện tượng các tế bào bạch cầu bị ức chế và tiêu diệt khi chiếu xạ Hiện tượng này thường xảy ra trong khi điều trị bệnh ung thư bằng chiếu xạ

 Điều trị ung thư

Kết hợp, ngăn chặn hoặc làm mất hoạt tính của các yếu tố gây ung thư

Giảm hoạt tính của các enzyme ở phân, là nơi khơi nguồn của các mầm móng gây ung thư

Kích thích hệ thống miễn dịch ngăn chặn sự tạo thành khối u

2.4.3 Vi sinh vật khởi động cho quá trình lên men thịt

Theo định nghĩa của Hammes, Bantleon, và Min (1990) vi sinh vật khởi động lên men thịt là những vi sinh vật đang trong trạng thái hoạt động đang ở trạng thái tạm ngưng hoạt động mà chúng sẽ phát triển để tạo ra các hoạt động mong muốn trong môi trường thịt Theo định nghĩa này, giống vi sinh khởi động lên men thịt sẽ chịu trách nhiệm điều khiển quá trình lên men như kiểm soát chất lượng của sản phẩm, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây hại nhờ vào việc làm giảm pH, tăng hương vị cho sản phẩm thịt lên men Vi sinh vật dùng làm giống khởi động cho một quá trình lên men thì một yêu cầu trước tiên là nó phải thích nghi được với môi trường mà nó được bổ sung vào, vì thế vi sinh vật làm giống khởi động cho quá trình lên men thịt cũng phải được tuyển chọn dựa vào khả năng thích nghi được của vi sinh vật đó trong môi trường thịt

Mặc dù các sản phẩm sữa vẫn được biết đến như là những phương tiện phổ biến nhất trong việc đưa probotic vào trong cơ thể thì việc việc sử dụng các sản phẩm nem chua làm phương tiện vận chuyển probiotic vào cơ thể đang là một xu hướng hứa hẹn nhiều tiềm năng Để một chủng vi sinh vật mang hoạt tính probiotic

được dùng làm giống khởi động cho quá trình lên men thịt thì chủng probiotic đó phải có khả năng thích ứng tốt với điều kiện của quá trình lên men thịt để trở thành hệ vi sinh chiếm ưu thế trong sản phẩm cuối, để có thể cạnh tranh được với hệ vi khuẩn trong thịt

Các vi khuẩn sinh ra acid lactic (LAB) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm (Huot et at., 1996) như trong quá trình lên men sữa, thịt và rau cải để tạo

ra các sản phẩm có hương vị thơm ngon Thêm vào đó, LAB có thể ức chế sự phát triển của các vi sinh vật khác bởi vì chúng có thể snar xuất ra nhiều thành phần kháng vi sinh vật như các acid hữu cơ, hydrogen, peroxide, diacetyl và bacteriocins (Holzapfel, Wood, 1995) Hoạt tính kháng vi sinh vật này có thể đóng góp tích cực vào việc cải thiện tính chất của các thực phẩm lên men trong việc ngăn ngừa vi khuẩn gây bệnh, kéo dài thời gian bảo quản và gia tăng giá trị cảm quan (O’Sullivan et al., 2002)

Định danh bằng phương pháp sinh hóa với việc sử dụng API kit cho thấy chủng

này thuộc loài Lactobacillus plantarium với độ tương đồng là 95,1% Việc định

dạng tiếp theo bằng phương pháp sinh học phân tử để giải trình tự gen 16S rDNA

xác nhận tên chủng là Lactobacillus plantarium JDM1 với độ tương đồng là 99%

Nhờ khả năng sinh ra bacteriocin, chủng vi khuẩn lactic này có thể sủ dụng như là chủng ban đầu (starter) để lên men nem chua nhằm tăng cường mức độ an toàn thực phẩm của sản phẩm này (Komkhae Pilasobut, Nguyễn Công Hà, Lê Nguyễn Đoan Duy, 2013)

Chủng vi khuẩn NV23 được phân lập từ nem chua cho thấy có khả năng ức chế các

dòng vi sinh vật mục tiêu là Lactobacillus sakei, Leuconostoc mesenteroides subsp

mesenteroides, Bacillus coagulans và Enterococcus faecalis Khả năng ức chế này

chủ yếu là do bacteriocine sinh ra, không liên quan đến việc giảm pH hay sinh ra hydrogen peroxide Đây là một chủng vi khuẩn được phân lập trực tiếp từ nem chua, nên nó có khả năng thích ứng rất cao với môi trường phát triển của loại sản phẩm này Do chủng vi khuẩn này có thể phát triển trong khoảng nhiệt độ từ 100C đến 420C, chịu được nồng độ lên đến 5% và pH thích hợp cho sự hoạt động tương

chua như là một starter nhằm đảm bảo được mức độ an toàn thực phẩm của sản phẩm

Hình 2.10: Lactobacillus plantarum

(Nguồn: http://www.probiotics-summit.eu )

2.4.4 Sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn lactic

Sự sinh trưởng của vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy không liên tục tuân theo quy luật đường cong gồm 4 pha: pha tiềm phát, pha lũy thừa, pha cân bằng, pha suy vong

- Pha tiềm phát: đây là giai đoạn làm quen của vi sinh vật khi được cấy sang môi trường mới và số lượng không tăng lên ngay Trong giai đoạn này tế bào chưa phân cắt nhưng thể tích và khối lượng tăng lên rõ rệt do có sự tăng các thành phần mới của tế bào

- Pha lũy thừa (pha logarit): trong pha này số lượng vi sinh vật tăng lên với tốc độ rất nhanh vì sau khi làm quen với môi trường và sinh trưởng mạnh thì vi sinh vật bắt đầu tiến hành sinh sản với tốc độ khá cao Vi sinh vật sinh sản theo cấp số nhân nên số lượng tăng ngày càng nhanh và thời gian sinh sản một thế hệ sẽ phụ thuộc vào loại vi sinh vật Nếu số lượng ban đầu càng lớn thì tốc độ phát triển trong pha này càng nhanh và thời gian tăng đến số lượng cực đại càng ngắn Trong pha này vi sinh vật đã thích nghi với môi trường nên quá trình trao đổi chất tiến hành rất nhanh

- Pha cân bằng: trong pha này tổng số tế bào gần như không thay đổi nhưng không

có nghĩa là vi sinh vật ngừng sinh sản, mà thực ra vi sinh vật vẫn tiếp tục sinh sản nhưng trong một đơn vị thời gian số tế bào sinh ra bằng số tế bào chết đi Nguyên nhân là sau một thời gian nuôi cấy trong pha logarit thì điều kiện sinh trưởng trong môi trường thay đổi nhiều: chất dự trữ trong môi trường cạn dần, một số sản phẩm của sự trao đổi chất có tính độc tích tụ lại, pH môi trường thay đổi, sự chuyển hóa