Vuong to trinh 14 10

Dựa trên kết quả khảo sát thực trạng điều kiện chế biến dưa cải tại một số làng nghề của tỉnh Vĩnh Long, đề tài được thực hiện nhằm hoàn thiện quy trình sản xuất theo hướng đảm bảo chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm cho sản phẩm, góp phần duy trì và phát triển làng nghề dưa cải truyền thống tại địa phương. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dưa cải như tiền xử lý nhiệt (nhiệt độ và thời gian chần), nồng độ muối NaCl ban đầu trong dịch lên men, nồng độ CaCl2 bổ sung và phương pháp bảo quản đã được khảo sát. Đánh giá hiệu quả của việc cải tiến được dựa trên khả năng áp dụng quy trình thực nghiệm cho các cơ sở sản xuất thực tế. Kết quả nghiên cứu cho thấy, cải bẹ được chần ở nhiệt độ 70°C trong thời gian 2 phút giúp sản phẩm có đặc tính cấu trúc tốt, màu sắc lên men tự nhiên và hương vị đặc trưng. Thêm vào đó, sau 8 ngày lên men trong dung dịch có nồng độ muối NaCl ban đầu là 4,0% cho sản phẩm có chất lượng tốt. Hơn thế nữa, đặc tính cấu trúc của dưa cải được cải thiện khi bổ sung 0,3% CaCl2 trong dịch lên men. Khi so sánh với mẫu đối chứng ngoài thị trường, sản phẩm được xử lý và lên men trong các điều kiện như trên đã cho kết quả tốt hơn ở một số chỉ tiêu chất lượng, giá trị cảm quan và đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm; đặc biệt không cần sử dụng phẩm màu trong dịch lên men. Dưa cải sau 4 tuần được bảo quản lạnh ở nhiệt độ 4 ± 1°C trong bao bì PA (độ chân không 90%) vẫn duy trì chất lượng và tổng số vi khuẩn hiếu khí nằm ở giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam (462007QĐBYT). Thêm vào đó, các thông số tối ưu từ điều kiện thực nghiệm được ứng dụng thành công vào quy trình sản xuất thực tế ở một số cơ sở chế biến được thể hiện qua sự ổn định về chất lượng của hai mẫu khảo sát

VƯƠNG TỐ TRINH MSHV 211023

HOÀN THIỆN QUY TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN DƯA CẢI TẠI TỈNH VĨNH

LONG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG

Mã ngành: 60 - 54 - 02

Người hướng dẫn

PGs Ts NGUYỄN VĂN MƯỜI

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung và số liệu được trình bày trong luận văn là công trình nghiên cứu của tôi theo sự hướng dẫn của PGs Ts Nguyễn Văn Mười

Người viết

Vương Tố Trinh

LỜI CẢM ƠN

Quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp là sự vận dụng những kiến thức được học,đồng thời cũng là cơ hội để rèn luyện kỹ năng làm việc một cách khoa học Sau thờigian nghiên cứu đề tài luận văn tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm,Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ, mặc dù gặpkhông ít khó khăn trong thời gian đầu nhưng đến nay tôi đã hoàn thành quá trìnhnghiên cứu và có được những kết quả như mong muốn Tất cả những thành quả cóđược là nhờ sự giúp đỡ của thầy cô, gia đình và bạn bè

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Mười và cô Trần Thanh Trúc đã tận tìnhhướng dẫn, truyền đạt kiến thức, động viên và giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trìnhnghiên cứu để tôi hoàn thành tốt đề tài của mình

Tôi xin cảm ơn quý thầy cô trong Bộ môn Công nghệ Thực phẩm đã tận tình giúp đỡcũng như tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu của tôi trong suốt thời gian qua Con kính gởi đến ba mẹ và những người thân yêu nhất của con lòng biết ơn sâu sắc vềnhững gì mà mọi người đã giành cho con, để con có đầy đủ điều kiện học tập vànghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các bạn học viên lớp Cao học CNTP & Đồ uốngkhóa 17 và các em sinh viên lớp Công nghệ thực phẩm khóa 35 làm việc tại PTND006 đã giúp đỡ và động viên tinh thần rất nhiều trong quá trình tôi nghiên cứu đề tàicủa mình

Cuối cùng xin gởi đến quý Thầy Cô và tất cả các bạn lời chúc sức khỏe và thành côngtrong cuộc sống

Chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày tháng năm 2012

Học viên

Vương Tố Trinh

TÓM TẮT

Dựa trên kết quả khảo sát thực trạng điều kiện chế biến dưa cải tại một số làng nghề của tỉnh Vĩnh Long, đề tài được thực hiện nhằm hoàn thiện quy trình sản xuất theo hướng đảm bảo chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm cho sản phẩm, góp phần duy trì và phát triển làng nghề dưa cải truyền thống tại địa phương Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dưa cải như tiền xử lý nhiệt (nhiệt độ và thời gian chần), nồng độ muối NaCl ban đầu trong dịch lên men, nồng độ CaCl 2 bổ sung và phương pháp bảo quản đã được khảo sát Đánh giá hiệu quả của việc cải tiến được dựa trên khả năng áp dụng quy trình thực nghiệm cho các cơ sở sản xuất thực tế.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, cải bẹ được chần ở nhiệt độ 70°C trong thời gian 2 phút giúp sản phẩm có đặc tính cấu trúc tốt, màu sắc lên men tự nhiên và hương vị đặc trưng Thêm vào đó, sau 8 ngày lên men trong dung dịch có nồng độ muối NaCl ban đầu là 4,0% cho sản phẩm có chất lượng tốt Hơn thế nữa, đặc tính cấu trúc của dưa cải được cải thiện khi bổ sung 0,3% CaCl 2 trong dịch lên men Khi so sánh với mẫu đối chứng ngoài thị trường, sản phẩm được xử lý và lên men trong các điều kiện như trên đã cho kết quả tốt hơn ở một số chỉ tiêu chất lượng, giá trị cảm quan và đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm; đặc biệt không cần sử dụng phẩm màu trong dịch lên men Dưa cải sau 4 tuần được bảo quản lạnh ở nhiệt độ 4 ± 1°C trong bao bì PA (độ chân không 90%) vẫn duy trì chất lượng và tổng số vi khuẩn hiếu khí nằm ở giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam (46/2007/QĐ-BYT) Thêm vào đó, các thông số tối ưu từ điều kiện thực nghiệm được ứng dụng thành công vào quy trình sản xuất thực tế ở một số cơ sở chế biến được thể hiện qua sự ổn định về chất lượng của hai mẫu khảo sát

Từ khóa: bảo quản, dung dịch lên men, dưa cải, nồng độ CaCl2, nồng độ NaCl, quá trình chần.

The research was made on the basic of a survey of the situation of fermented leaf mustard processing in the trade village of Vinh Long province to improve production processes towards ensuring the quality assurance which maintain and develop this product Influence

of pre-treatment process (blanching temperature and time), the NaCl concentration as well

as the addition of CaCl 2 in brine to the texture characteristic, physico-chemical properties and sensory quality of fermented leaf mustard were studied In addition, the changing of product quality during storage process at 4 ± 1°C was determined The optimal processing parameters which obtained in laboratory conditions were also applied to small trade village The results showed that, blanching mustard leaves at 70°C in 120 seconds improved texture characteristic and caused to formation of the preferring yellow brown color as well as natural flavor The highest quality of the product, both in sensory characteristic and food safety obtained after 8 days of fermentation in the 4% brine solution Moreover, addition of 0.3% CaCl 2 in the brine helped to improve cutting force of fermented leaf mustard In comparision with the control, the optimum processing conditions determined in this study had quality assurance and good organoleptic characteristic without using artificial food coloring The fermented leaf mustard product packed in poly amide (PA) under vaccum condition (90%) was the most suitable and could be stored at 4 ± 1°C until 4 weeks The sensory quality was not changed and total plate count of product kept in the limiting standard level of Vietnamese standard (46/2007/QĐ-BYT) Especially, this procedure can be applied in the practical processing of family scale It was not significant different about product quality between two samples.

Keywords: blanching condition, brine, CaCl2 concentration, fermented leaf mustard, NaCl concentration, storage.

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

ABSTRACT iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH HÌNH viii

DANH SÁCH BẢNG ix

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 10

1.1 Đặt vấn đề 10

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1 Tổng quan về quá trình lên men lactic 2

2.1.1 Giới thiệu lên men lactic 2

2.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình muối chua rau quả 2

2.1.3 Vi sinh vật lên men lactic trong rau muối chua 3

2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic 5

2.2.1 Ảnh hưởng của nguồn nguyên liệu 5

2.2.2 Nồng độ muối trong dịch lên men 7

2.2.3 Nhiệt độ 8

2.2.4 Ảnh hưởng của pH của môi trường 8

2.3 Ảnh hưởng của quá trình tiền xử lý đến chất lượng rau muối chua 9

2.3.1 Ảnh hưởng của quá trình chần 9

2.3.2 Ảnh hưởng của CaCl 2 đến sự ổn định cấu trúc mô tế bào 10

2.4 Một số hiện tượng hư hỏng trong quá trình lên men rau quả 11

2.5 Một số phương pháp bảo quản rau muối chua 12

2.5.1 Bảo quản lạnh 12

2.5.2 Bảo quản bằng bao bì 12

2.5.3 Bảo quản bằng nhiệt độ thấp kết hợp với đóng gói chân không 13

2.6 Tình hình sản xuất dưa cải tại hai làng nghề thuộc huyện Bình Minh và Bình Tân - Tỉnh Vĩnh Long 14

2.7 Các nghiên cứu có liên quan 16

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

3.1 Phương tiện nghiên cứu 19

3.1.1 Địa điểm, thời gian thí nghiệm 19

3.1.2 Đối tượng nghiên cứu 19

3.1.3 Dụng cụ, thiết bị 19

3.2.2 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu 21

3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 21

3.3.1 Xác định thành phần cơ bản của nguyên liệu cải bẹ 21

3.3.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến chất lượng dưa cải 21

3.3.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ NaCl ban đầu trong dịch lên men đến quá trình muối chua dưa cải 23

3.3.4 Thí nghiệm 3: Tác động của việc bổ sung CaCl 2 trong dịch lên men đến sự thay đổi đặc tính cấu trúc và cảm quan của dưa cải 24

3.3.5 Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của điều kiện bao gói đến khả năng bảo quản dưa cải được chế biến theo quy trình cải tiến và quy trình truyền thống ở nhiệt độ thấp (4 ± 1 C) 26 3.3.6 Thí nghiệm 5: Ứng dụng quy trình chế biến dưa cải đã cải tiến ở điều kiện sản xuất thực tế 27

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 28

4.1 Xác định thành phần hóa học cơ bản của cải bẹ 28

4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến chất lượng sản phẩm 29

4.2.1 Ảnh hưởng của chế độ chần đến sự thay đổi pH của dịch lên men và hàm lượng acid của sản phẩm dưa cải 30

4.2.2 Ảnh hưởng của chế độ chần đến sự thay đổi hàm lượng đường khử theo thời gian lên men 31

4.2.3 Ảnh hưởng của chế độ chần đến đặc tính cấu trúc sản phẩm 33

4.2.4 Ảnh hưởng của quá trình chần đến giá trị cảm quan của sản phẩm 34

4.3 Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl trong dịch lên men đến chất lượng của dưa cải 36 4.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl trong dịch ngâm đến sự thay đổi pH của dịch lên men và hàm lượng acid của sản phẩm dưa cải 37

4.3.2 Sự thay đổi hàm lượng vitamin C trong dưa cải được lên men ở các nồng độ muối NaCl khác nhau 39

4.3.3 Tốc độ thẩm thấu NaCl trong quá trình muối chua dưa cải 40

4.3.4 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch muối NaCl ban đầu đến đặc tính cấu trúc sản phẩm 41

4.4 Xác định tác động của CaCl 2 trong dung dịch lên men đến sự thay đổi cấu trúc, cảm quan của dưa cải 42

4.4.1 Ảnh hưởng của CaCl 2 đến sự thay đổi pH của dịch lên men và hàm lượng acid trong sản phẩm 43

4.4.2 Tác động của CaCl 2 đến sự thay đổi đặc tính cấu trúc sản phẩm 44

4.4.3 Ảnh hưởng của việc bổ sung CaCl 2 trong dịch lên men đến chất lượng cảm quan sản phẩm 45

4.5 Ảnh hưởng của điều kiện bao gói đến khả năng bảo quản dưa cải được chế biến theo quy trình cải tiến và quy trình truyền thống ở nhiệt độ thấp (4 ± 1 C) 47

4.5.1 Sự thay đổi mật số tổng vi khuẩn hiếu khí có trong dưa cải theo thời gian bảo

quản ở nhiệt độ thấp (4 ± 1 C) 48

4.5.2 Sự thay đổi thành phần hóa lý và cảm quan của dưa cải ở điều kiện bao gói khác nhau 50

4.6 Đánh giá khả năng ứng dụng quy trình cải tiến vào quy mô sản xuất dưa cải thực tế 55

4.7 Quy trình chế biến và bảo quản dưa cải đề nghị 58

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 60

5.1 Kết luận 60

5.2 Đề nghị 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ CHƯƠNG 1 các phương pháp phân tích v

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Cải bẹ (Brassica juncea) 6

Hình 2.2: Sự thành lập phức hợp pectate calcium 11

Hình 2.3: Quy trình muối chua dưa cải 15

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 22

Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 24

Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 25

Hình 4.1: Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian chần đến sự thay đổi hàm lượng đường khử trong dưa cải 32

Hình 4.3: Sự thay đổi pH theo thời gian lên men dưa cải ở các nồng độ dung dịch muối ngâm khác nhau 37

Hình 4.4: Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl ban đầu trong dịch lên men đến sự tổng hợp acid lactic trong sản phẩm 38

Hình 4.5: Sự thay đổi hàm lượng muối NaCl trong cải bẹ theo thời gian lên men 40

Hình 4.6: Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2 bổ sung đến sự thay đổi đặc tính cấu trúc dưa cải 44 Hình 4.7: Quy trình cải tiến chế biến dưa cải 47

Hình 4.8: Sản phẩm dưa cải được bảo quản bằng bao bì PSE bao màng PVC 52

Hình 4.9: Sản phẩm dưa cải được bảo quản trong bao bì PA, độ chân không 90% 53

Hình 4.10: Mức độ duy trì đặc tính cấu trúc dưa cải khi bảo quản theo thời gian bảo quản 53

Hình 4.11: Quy trình chế biến và bảo quản dưa cải đề nghị 58

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Vi khuẩn acid lactic trong các sản phẩm rau lên men 4

Bảng 2.2: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong cải bẹ 7

Bảng 2.3: Độ thấm khí và hơi của một số loại bao bì ở 20°C (chiều dày 0,1 mm) 13

Bảng 3.1: Phương pháp phân tích và đo đạc các chỉ tiêu 20

Bảng 4.1: Thành phần hóa học cơ bản của cải bẹ 28

Bảng 4.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến sự thay đổi pH của dịch ngâm và hàm lượng acid trong sản phẩm sau 7 ngày lên men 30

Bảng 4.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến độ ester hóa pectin và cấu trúc dưa cải 33

Bảng 4.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến giá trị cảm quan dưa cải 35

Bảng 4.5: Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl ban đầu đến hàm lượng vitamin C của sản phẩm 39

Bảng 4.6: Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch muối NaCl ban đầu đến đặc tính cấu trúc sản phẩm 42

Bảng 4.7: Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2 bổ sung đến sự thay đổi pH của dịch lên men và hàm lượng acid trong sản phẩm 43

Bảng 4.8: Ảnh hưởng của hàm lượng CaCl2 bổ sung đến giá trị cảm quan của dưa cải 46

Bảng 4.9: Sự thay đổi mật số vi sinh vật (cfu/g) của dưa cải theo thời gian bảo quản 48

Bảng 4.10: Ảnh hưởng của phương pháp bảo quản đến sự thay đổi chất lượng và thời gian bảo quản sản phẩm dưa cải 51

Bảng 4.11: Tính chất hóa lý, vi sinh và thành phần vi lượng trong sản phẩm dưa cải ở được chế biến theo quy trình cải tiến ở quy mô thực tế và điều kiện phòng thí nghiệm 56

Bảng 4.12: Hàm lượng kim loại nặng và thành phần dư lượng có trong sản phẩm dưa cải theo ba phương pháp 57

Bảng PC1: Bảng tra lượng đường nghịch chuyển ix

Bảng PC2: Mô tả chỉ tiêu cảm quan về mùi vị của dưa cải xii

Bảng PC3: Mô tả chỉ tiêu cảm quan về cấu trúc của dưa cải xii

Bảng PC4: Mô tả chỉ tiêu cảm quan về màu sắc của dưa cải xii

Bảng PC5: Mô tả chỉ tiêu đánh giá cảm quan về mức độ ưa thích sản phẩm xii

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Đặt vấn đề

Rau là thực phẩm rất quan trọng đối với sức khoẻ của con người nhờ khả năng cungcấp các vitamin, chất xơ và chất khoáng cần thiết cho các hoạt động trao đổi chất

dinh dưỡng trong cơ thể (Hui et al., 2003) Hàng năm, rau được sản xuất với sản

lượng lớn và giá thành rẻ, tuy nhiên do tính chất thời vụ và điều kiện bảo quản rautươi chưa tốt nên sản phẩm dễ bị hư hỏng Vì vậy, cần phải tìm ra phương pháp bảoquản và chế biến thích hợp nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêudùng

Muối chua là một trong các phương pháp cổ điển để kéo dài thời gian bảo quản, gópphần đa dạng hóa sản phẩm thực phẩm và sản phẩm rau quả lên men được nghiêncứu ở nhiều nơi trên thế giới Chế độ tiền xử lý nhiệt (chần), điều kiện lên men nhưnhiệt độ, nồng độ nước muối hay sự biến đổi pH được xác định là các thông số cơbản đặc trưng cho từng sản phẩm muối chua từ các nguyên liệu khác nhau và

phương thức lên men riêng biệt (Constantinescu et al., 2002) Nhiều nghiên cứu lên

men lactic từ các loại rau khác nhau đã được thực hiện, điển hình là bắp cải

(Battcock & Azam-Ali,1998), cải bẹ (Bomrungnok et al., 2007), dưa leo (Bell et al.,

1951), củ cải (Joshi & Sharma, 2009)

Ở Việt Nam, dưa cải là một sản phẩm truyền thống và được khá nhiều người tiêudùng ưa chuộng Các nghiên cứu gần đây cũng đã chứng minh dưa cải có nhiều tínhchất chức năng do sự hiện diện với hàm lượng cao của các vitamin cần thiết(vitamin A, K, C, E, folate) cũng như sự ổn định của manganese, calcium,tryptophane và chất xơ trong dưa cải (USDA National Nutrient) Mặc dù dưa cải đãphát triển thành những làng nghề ở Việt Nam nhưng quy trình chế biến vẫn là kinhnghiệm và bí quyết của từng hộ gia đình

Riêng ở Vĩnh Long, làng nghề dưa cải ở Tân Lược (huyện Bình Tân) đã và đang tồntại hơn 30 năm, với sản lượng chế biến lên đến 1 tấn nguyên liệu mỗi ngày và khốilượng mẻ lên men lên đến 50 kg cải, đáp ứng cho nhu cầu tiêu thụ dưa cải ở vùng

Cà Mau, Sóc Trăng Trong khi đó, một số hộ sản xuất dưa cải với quy mô nhỏ hơn(5 kg/mẻ lên men và năng suất khoảng vài trăm kg/ngày) ở Đông Bình (Bình Minh,Vĩnh Long) nhằm phục vụ cho nhu cầu tiêu thụ dưa cải ở địa bàn tỉnh Vĩnh Long vàcác tỉnh lân cận (Nguyễn Văn Mười và Trần Thanh Trúc, 2012) Tuy nhiên, một quytrình ổn định cho sản phẩm chưa được quan tâm, vấn đề vệ sinh trong chế biến, an

biến và quan trọng hơn là quy trình kỹ thuật chế biến giúp sản phẩm ổn định Do

đó, chất lượng sản phẩm thường không đồng đều, thời gian bảo quản ngắn, khôngmang lại hiệu quả kinh tế cao, quan trọng nhất là vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩmvẫn chưa được quan tâm đúng mức

Chính vì vậy, việc nghiên cứu cải tiến quy trình lên men dưa cải trên cơ sở khảo sátthực tế sản xuất ở các hộ sản xuất tại 2 huyện Bình Minh và Bình Tân - Vĩnh Longtheo hướng đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm là vấn đề cấp thiết cần được quantâm

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Dựa trên quy trình chế biến dưa cải đang thực hiện tại các cơ sở sản xuất, khảo sátmột số công đoạn chủ yếu cần được cải tiến giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm dưacải theo hướng vệ sinh an toàn thực phẩm

Để thực hiện mục tiêu đề ra, nghiên cứu được tiến hành theo các nội dung chính sauđây:

- Đánh giá tác động của nhiệt độ và thời gian chần nguyên liệu đến chất lượngdưa cải;

- Xác định nồng độ muối NaCl ban đầu thích hợp trong dịch ngâm đến chấtlượng sản phẩm dưa cải;

- Nghiên cứu khả năng bổ sung CaCl2 vào dịch lên men nhằm cải thiện đặctính cấu trúc sản phẩm;

- Xác định ảnh hưởng của bao bì kết hợp với nhiệt độ thấp đến khả năng bảoquản dưa cải;

- Ứng dụng quy trình chế biến dưa cải đã cải tiến vào điều kiện sản xuất thực

tế tại làng nghề

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về quá trình lên men lactic

2.1.1 Giới thiệu lên men lactic

Lên men lactic là quá trình chuyển hóa kỵ khí đường tạo acid lactic dưới tác dụng

của một số giống vi khuẩn lactic như Lactobacillus, Leuconostoc và Pediococcus

(Ken-Yuon, 2004) Quá trình lên men lactic đối với sản phẩm rau muối chua đãđược nghiên cứu có khả năng chống ung thư, đột biến gen, giảm cholesterol vànhiều chức năng khác Ngoài ra, rau muối chua có chứa hàm lượng chất xơ cao giúp

tăng cường khả năng tiêu hóa (Shi et al, 2005).

Quá trình lên men rau quả giúp duy trì hàm lượng protein, caroten, thiamin,riboflavin trong nguyên liệu, tăng giá trị sinh học, trong khi đó các nhân tố khángdinh dưỡng có xu hướng giảm trong quá trình lên men (Paredes-López & Harry,1988) Chẳng hạn, sự kết hợp của quá trình nấu và lên men hạt lúa miếng sẽ làmgiảm các nhân tố kháng dinh dưỡng khi so sánh với các tiến trình xử lý khác(Obizoba & Atii,1991) Hàm lượng vitamin B12, riboflavin và folacin tăng bởi quátrình lên men lactic của bột bắp, trong khi đó pyridoxine giảm (Murdock & Fields,1984) Tuy nhiên, hàm lượng khoáng và vitamin C sẽ bị mất mát trong quá trình

muối chua (Jones & Etchells, 1944) Chính vì vậy, việc điều khiển quy trình lên

men lactic các sản phẩm rau quả luôn được quan tâm với mục đích hạn chế sự mấtmát dưỡng chất thấp nhất và tạo điều kiện hoạt hóa các đặc tính chức năng của sảnphẩm muối chua điển hình

Chính vì vậy, việc điều khiển quy trình lên men lactic các sản phẩm rau quả luônđược quan tâm với mục đích cải thiện chất lượng dinh dưỡng và giá trị cảm quancho sản phẩm đồng thời hạn chế sự mất mát chất dinh dưỡng ở mức thấp nhất(Malinowska-Pan’czyk, 2012)

2.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình muối chua rau quả

Bảo quản rau quả bằng phương pháp lên men lactic chủ yếu dựa vào sự hình thànhacid hữu cơ dẫn đến hạ thấp pH dịch lên men Sản phẩm acid hữu cơ và pH thấp kếthợp với việc bổ sung NaCl trong dịch lên men sẽ ức chế sự tăng trưởng của vi sinhvật không mong muốn Bên cạnh đó, vi khuẩn acid lactic có khả năng sinh tổng hợpcác chất kháng khuẩn diacetyl, H2O2 và bacteriocin sẽ góp phần tiêu diệt vi khuẩn

Leuconostoc và Pediococcus (Ken-Yuon, 2004) Quá trình lên men thường được

chia thành ba giai đoạn cơ bản:

Giai đoạn thứ nhất: Đặc trưng của hiện tượng ngấm muối vào mô thực vật,đồng thời các chất hòa tan trong dịch bào chuyển vào nước muối Nước muốigiảm nồng độ, đồng thời tăng hàm lượng đường và một số chất dinh dưỡngkhác, tạo điều kiện cho các vi khuẩn acid lactic và một số vi sinh vật khácphát triển Trong giai đoạn này lượng acid lactic trong sản phẩm đạt rất nhỏGiai đoạn thứ hai: trong giai đoạn này số lượng vi khuẩn lactic đạt cao nhất,đồng thời acid lactic tích tụ rất nhiều, pH dịch lên men giảm nhanh Vi khuẩnlactic và các loại nấm men có thể lên men được chiếm ưu thế nên phát triểnmạnh mẽ và acid lactic được tích tụ nhiều Hàm lượng acid lactic trong dưachua thường vào khoảng 0,8 ÷ 2% Mùi vị dưa tốt nhất khi nồng độ acid từ0,8 ÷ 1,2% Vi khuẩn lactic phát triển trong nước muối cho đến khicarbohydrate có thể lên men được không còn nữa hoặc cho đến khi vi khuẩnlactic bị kiềm hãm do pH của môi trường giảm Chính sự hình thành acidlactic dẫn đến sự hạ thấp pH (3 ÷ 3,5) nên phần lớn vi khuẩn gây thối bị ứcchế, giúp sự hình thành hương vị đặc trưng của sản phẩm lên men, chấtlượng sản phẩm cuối cùng phụ thuộc nhiều ở giai đoạn này Cuối giai đoạnhai, lượng acid lactic đạt cực đại và tác động ngược lại với vi khuẩn acidlactic, quá trình lên men chuyển sang giai đoạn thứ ba (Pederson & Albury,1969)

Giai đoạn thứ ba: ở giai đoạn này vi khuẩn acid lactic chết dần trong khi nấmsợi và nấm men tăng dần số lượng Do sự phát triển mạnh của nấm sợi, acidlactic bắt đầu giảm dẫn tới sự hư hỏng nhanh chóng của sản phẩm Rau quảlên men bắt đầu bị các vi khuẩn gây thối xâm nhập và phát triển Chính vìvậy, các biện pháp ngừng quá trình lên men thường được áp dụng ngay khiquá trình lên men ở giai đoạn 2 kết thúc : sử dụng nhiệt độ thấp (2 ÷ 4 oC)hay dùng hóa chất bảo quản, hạn chế sự phát triển của nấm men, nấm mốc và

vi khuẩn gây thối, phổ biến là acid sorbic, kali sorbate và natri benzoate(Nguyễn Thị Hiền, 2004)

2.1.3 Vi sinh vật lên men lactic trong rau muối chua

(i) Vi khuẩn acid lactic

Vi khuẩn acid lactic là những trực khuẩn hoặc cầu khuẩn không tạo bào tử gramdương, ưa ấm (một số loài có thể sinh trưởng ở nhiệt độ thấp hơn 5°C hoặc cao hơn45°C), không sinh bào tử, tăng trưởng ở pH 4 ÷ 4,5, thuộc loài yếm khí hay kỵ khí

tùy tiện Vi khuẩn acid lactic có thể lên men được các đường monosaccharide hoặcdisaccharide nhưng không lên men được tinh bột và các polysaccharide khác(Halász, 2006) Vi khuẩn lên men lactic có thể chia làm 2 loại: vi khuẩn lên menlactic điển hình (đồng hình) và vi khuẩn lên men lactic không điển hình (dị hình).Một số vi khuẩn lactic thường hiện diện trong các sản phẩm rau lên men được thểhiện ở bảng 2.1.

Bảng 2.1: Vi khuẩn acid lactic trong các sản phẩm rau lên men

Enterococcus faecium Lactobacillus bavaricus Lactobacillus brevis

Enterococcus faecalis Lactobacillus casei Lactobacillus buchneri Lactobacillus acidophilus Lactobacillus coryniformis Lactobacillus cellobiosus Lactobacillus lactis Lactobacillus curvatus Lactobacillus confusus Lactobacillus delbrueckii Lactobacillus plantarum Lactobacillus coprophilus Lactobacillusleichmannii Lactobacillus sake Lactobacillus fermentatum

paramesenteroides Pedicoccus damnosus

Pediococcus pentocacus

(Nguồn: Battcock & Azam-Ali, 2001)

(ii) Vi khuẩn butyric

Vi khuẩn butyric thuộc giống Clostridium, trực khuẩn lớn, chuyển động, sinh bào

tử, kỵ khí bắt buộc, vi khuẩn này xâm nhập vào sản phẩm Dưới tác dụng của vikhuẩn butyric, đường và acid lactic bị phân giải thành acid butyric, CO2, H2, rượuethylic, rượu butylic, aceton, acid acetic, acid capronic và acid caprilic Acid butyriclàm sản phẩm rau có mùi hôi thối khó chịu Vi khuẩn butyric rất có hại đối với raumuối chua, gây cản trở sự phát triển của nấm men, làm dưa bị hư hỏng, có mùi lạ(dưa bị khú) khi muối dưa chưa kịp chua Điều kiện pH tối thích cho hoạt động của

vi khuẩn nhóm này là 6,9 ÷ 7,3 và ngừng sinh trưởng ở pH < 4,9 (Battcock &Azam-Ali, 2001)

Bên cạnh đó, các loài nấm men Debaryomyces memdarnaefcien, Saccharomyces

rouxii, Pichia ohmeri,… có thể sử dụng acid lactic và hạ thấp độ acid của nước

muối, tạo điều khiện cho các vi khuẩn gây hư hỏng phát triển Trong quá trình muốichua dưa leo để hạn chế sự phát triển của nấm men có thể sử dụng acid sorbic

(0,1%) sẽ làm giảm sự phát triển của nấm men (Etchell et al., 1960).

(iv) Nấm mốc

Nấm mốc là loại vi sinh vật hiếu khí điển hình, có thể phát triển được ở một số môitrường mà nấm men và vi khuẩn không phát triển được như môi trường có áp suấtthẩm thấu cao, có độ acid lớn và môi trường có độ ẩm thấp

Trong và sau quá trình lên men lactic thường gặp các loại mốc Aspergillus,

Penicillium, Cidium lactic,…có khả năng sinh tổng hợp đồng thời các enzyme thủy

phân pectin, gây phá hủy cấu trúc mô tế bào rau cải, làm giảm giá trị cảm quan sản

phẩm (Bell et al., 1950).

2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic

Muối chua là tiến trình bảo quản thực bởi quá trình lên men yếm khí trong dungdịch muối để tạo ra acid lactic Đặc trưng của quá trình muối chua là pH sản phẩmphải thấp hơn 4,6 Đối với các sản phẩm rau quả muối chua, pH sản phẩm thườngdao động trong khoảng 3,0 ÷ 3,5 (Battcock & Azam-Ali, 2001), một số sản phẩm có

thể có pH rất thấp (2,6 ÷2,9) như xoài xanh muối chua (Yunchalad et al., 2003).

Hàm lượng acid, nồng độ muối, nhiệt độ lên men, sự yếm khí được xác định lànhững nhân tố ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của vi sinh vật và chất lượng sảnphẩm muối chua (Battcock & Azam-Ali, 2001)

Ảnh hưởng của nguồn nguyên liệu

Nguyên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng rau quả muối chua Mỗi loại rauquả có đặc tính khác nhau do đó việc điều khiển tiến trình lên men cũng khác nhau.Thông thường, nguyên liệu có hàm lượng đường cao sẽ tạo điều kiện thuận lợi choquá trình lên men Hàm lượng đường trong lên men lactic tốt nhất là 1,5 ÷ 4% Đốivới số nguyên liệu có hàm lượng đường thấp thì phải phối hợp các nguyên liệu cóđường cao hơn hoặc cho thêm đường (Trần Minh Tâm, 1998)

Đối với cải bẹ khi hàm lượng đường trong nguyên liệu 4%, hàm lượng protein 1 ÷2%, hàm lượng chất khô hòa tan 8 ÷ 10% là điều kiện tốt nhất cho quá trình lên menlactic (Thanh, 2007)

- Giới thiệu về nguyên liệu cải bẹ

Cải bẹ có tên khoa học là Brassica Juncea, thuộc nhóm cải xanh có cuống lá nhỏ và

hơi tròn, phiến lá nhỏ và đẹp, bàn lá mỏng có màu từ xanh vàng đến xanh đậm Cónguồn gốc ở khu vực Himalaya của Ấn Độ, đã được trồng và tiêu thụ từ hơn 5000năm Sau khi trồng được 2 ÷ 3 tháng, có thể thu hoạch để làm dưa, khối lượng mỗicây từ 1 ÷ 3 kg Năng suất các giống cải bẹ ở Việt Nam có thể đạt đến 30 ÷ 70tấn/ha (Nguyễn Thị Kim Hưng, 2002)

Hình 2.1: Cải bẹ (Brassica juncea)

(Nguồn: http://www.123rf.com)

- Thành phần dinh dưỡng của cải bẹ

Cải bẹ là loại rau có chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng Cải bẹ cung cấp hàm lượnglớn chất xơ, chứa nhiều vitamin và khoáng chất Một trong những tác dụng đặctrưng của cải bẹ là khả năng chống oxi hóa do chứa ba hợp chất Vitamin C, Vitamin

E, vitamin A dưới dạng beta-carotene với hàm lượng cao Vitamin E, vitamin A cókhả năng bảo vệ cơ thể chống lại các gốc tự do của chất béo, vitamin C giúp cơ thểchống lại các chất oxi hóa trong môi trường nước Do đó, khả năng chống oxi hóacho cơ thể ở trong hai môi trường nước và dầu Ngoài ra, cải bẹ là thực phẩm có lợicho sức khỏe giúp chữa trị các bệnh về tim mạch, hen suyễn, giảm cholesterol.Thành phần của cải bẹ được thể hiện ở bảng 2.2

Bảng 2.2: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong cải bẹ

(Nguồn: Nguyễn Thị Kim Hưng, 2002)

2.2.1 Nồng độ muối trong dịch lên men

Nồng độ muối trong dịch lên men không những quyết định hiệu quả của quá trìnhlên men mà còn ảnh hưởng đến hương vị của dưa chua Muối có hai tác dụng chínhtrong quá trình lên men rau quả: giới hạn loại và phạm vi hoạt động của vi sinh vật

và ngăn chặn sự mềm cấu trúc trong mô tế bào (Fleming et al., 1992)

Nồng độ muối trong dịch lên men giữ vai trò rất quan trọng trong việc khởi đầu củaquá trình lên men đồng thời có tác động đáng kể đến chất lượng sản phẩm cuối(Battcock & Azam-Ali, 2001) Việc sử dụng nồng độ muối cao để lên men với tácdụng ức chế vi sinh vật không mong muốn và góp phần tích cực trong việc cải thiệncấu trúc rau muối chua Tuy nhiên, nồng độ muối NaCl từ 5 ÷ 6% có khả năng làmgiảm hoạt độ của vi khuẩn lactic khoảng 30%, ở nồng độ muối quá cao (lớn hơn8%), hoạt động của vi khuẩn lactic sẽ bị ức chế hoàn toàn (Jones, 1940) Ở nồng độmuối thấp có thể dẫn đến sự tăng trưởng của các vi sinh vật không mong muốn vàlàm chậm sự tăng trưởng của vi khuẩn acid dẫn đến giảm cấu trúc, sản phẩm kémchất lượng, thời gian bảo quản ngắn (Jones, 1975) Vì vậy trong quá trình muốichua tùy thuộc vào đặc tính của từng loại nguyên liệu cần lựa chọn nồng độ muốithích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn lactic và ức chế sự phát triển của vi sinhvật lạ

Nồng độ muối thường được sử dụng trong quá trình lên men rau quả là khoảng 2 ÷10% Sử dụng nước muối với nồng độ muối khác nhau đã dẫn đến sự khác nhau vềlượng acid hình thành Hàm lượng acid sinh ra nhiều hơn khi lên men rau cải ởnồng độ muối thấp và ngược lại khi sử dụng nồng độ muối cao (Jones, 1940) Đối

với sản phẩm dưa cải nồng độ muối thấp 3 ÷ 6% có hàm lượng acid lactic tăng cao,kéo theo sự gia tăng chất lượng cảm quan của sản phẩm khi so sánh với trường hợp

muối dưa ở nồng độ muối cao (Bomrungnok et al., 2007).

Muối sử dụng trong lên men rau quả phải là muối tinh khiết, các tạp chất hoặc cácphụ gia có thể tạo sản phẩm không tốt Muối có lẫn tạp chất vôi sẽ làm giảm độchua và sản phẩm mau hư, tạp chất sắt sẽ làm dưa sẫm màu, sự hiện diện của magie

là nguyên nhân sản phẩm có vị đắng, trong khi cacbonat có thể dẫn đến sự muốichua với cấu trúc mềm (Battcock & Azam-Ali, 2001)

2.2.2 Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của vi khuẩn acid lactic.Nhiệt độ lên men có tác dụng rõ rệt đến tốc độ lên men và chất lượng của sản phẩm.Đối với sản phẩm kim chi nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men 20 ÷ 25oC, đốivới sản phẩm bắp cải muối chua là 21oC Hầu hết các vi khuẩn acid lactic hoạt động

tốt nhất ở nhiệt độ của 18 ÷ 22ºC Các loài Leuconostoc có nhiệt độ tối ưu từ 18 ÷

22ºC Nhiệt độ trên 22ºC được xác định là điều kiện thích hợp cho sự phát triển của

các loài Lactobacillus (Battcock & Azam-Ali, 2001).

Nhìn chung, ở nhiệt độ lên men thấp vi khuẩn acid lactic hoạt động kém, khi tăngnhiệt độ sẽ làm tăng tốc độ của quá trình lên men Tuy nhiên, nhiệt độ quá cao sẽ

ức chế sự phát triển của vi khuẩn lactic, đồng thời kích thích sự phát triển của vi

khuẩn khác như vi khuẩn butytic (ở 30oC) ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.Nhiệt độ không những ảnh hưởng đến cường độ lên men, tốc độ sinh sản của vikhuẩn mà còn đến mùi vị, màu sắc, đặc tính của sản phẩm Do đó, tùy thuộc vàođặc tính từng loại sản phẩm mà cần phải có một nhiệt độ lên men thích hợp (Nirmal

et al., 2004).

2.2.3 Ảnh hưởng của pH của môi trường

Bên cạnh nhiệt độ, giá trị pH cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng,phát triển của vi sinh vật, do đó ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình lên men Đốivới vi sinh vật, tùy thuộc vào đặc điểm từng loài mà khoảng pH thích hợp với sinh

lý của vi sinh vật là khác nhau Ở các giá trị pH của môi trường lên men khác nhau

có thể thu nhận các sản phẩm khác nhau (Đồng Thị Thanh Thu, 2003) Nồng độ ion

H+ có ảnh hưởng lớn tới hoạt động của nấm men, pH tối ưu cho nấm men là 4,5 ÷ 5

Vi khuẩn acid lactic ngừng hoạt động ở pH < 4 trong khi nấm men vẫn có thể pháttriển (Battcock & Azam-Ali, 2001)

khiển nhiệt độ trong quá trình lên men (Spyropoulou et al., 2001) Ngoài ra, chất

lượng sản phẩm rau quả muối chua còn chịu tác động mạnh mẽ của quá trình tiền

xử lý Chần nguyên liệu trong điều kiện thích hợp sẽ có ý nghĩa tích cực trong việccải thiện đặc tính cấu trúc và giá trị cảm quan của sản phẩm muối chua (Battcock &Azam-Ali, 2001) Đây là thông số quan trọng cần được khảo sát nhằm đánh giá hiệuquả của quá trình lên men

2.3 Ảnh hưởng của quá trình tiền xử lý đến chất lượng rau muối chua

Ảnh hưởng của quá trình chần

Chần là quá trình tiền xử lý nhằm vô hoạt enzyme và vi sinh vật, đình chỉ các quátrình sinh hoá xảy ra trong nguyên liệu nhằm cải thiện màu sắc, mùi vị sản phẩmtrong quá trình chế biến tiếp theo (Arthey & Ashurst, 1996) Hai phương pháp phổbiến thường dùng trong quá trình chần là sử dụng hơi nước và chần trực tiếp trongnước nóng Chần bằng hơi nước duy trì chất dinh dưỡng cao hơn khi chần trongnước nóng do nguyên liệu tiếp xúc trực tiếp nước làm hòa tan một số chất dinhdưỡng có trong nguyên liệu Trong chế biến rau muối chua, quá trình chần sẽ làmthay đổi một số đặc tính cấu trúc, giá trị cảm quan và dinh dưỡng cho sản phẩm:

Giúp quá trình thẩm thấu xảy ra tốt hơn, đường trong nguyên liệu thẩm thấu

ra môi trường, nước muối ngấm vào trong nguyên liệu tạo điều kiên tốt choquá trình lên men Bên cạnh đó, chần sẽ làm giảm lượng vi sinh vật bám trên

bề mặt nguyên liệu, thay đổi trọng lượng và thể tích của nguyên liệu giúp

quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi (Sinha et al., 2010)

Sự thay đổi màu sắc và mùi vị: quá trình chần sẽ cải thiện màu sắc của sảnphẩm, làm cho sản phẩm có màu xanh sáng hơn và làm giảm hợp chất tạomùi khó chịu trong sản phẩm Đối với sản phẩm kim chi chần làm tăng giá

trị cảm quan của sản phẩm khi so sánh với mẫu không chần (Park et al.,

1993)

Dinh dưỡng: các chất khoáng, vitamin hòa tan trong nước và các chất dinhdưỡng sẽ bị tổn thất trong quá trình chần Nguyên nhân gây ra sự tổn thất là

do sự phá hủy bởi nhiệt và sự oxy hóa (Boontaveeyuwat et al., 2011) Mức

độ tổn thất vitamin tùy thuộc vào: loại nguyên liệu và mức độ chín củanguyên liệu, phương pháp chuẩn bị thực phẩm đặc biệt trong việc cắt nhỏ, tỉ

lệ diện và thể tích của khối thực phẩm, phương pháp chần, nhiệt độ, thời gianchần, tỉ lệ sử dụng nước so với thực phẩm

Cấu trúc: Hoạt động của PME nội bào chịu ảnh hưởng rất lớn của việc điềukhiển nhiệt độ Các nghiên cứu gần đây đã cho thấy, gia nhiệt ở 50 ÷ 70C là

điều kiện thúc đẩy hoạt động của PME nội bào, giúp gia tăng phản ứng phâncắt pectin có độ methoxyl hóa cao thành pectin có độ methoxyl hóa thấp(Van Buren, 1979) Nhiệt độ trong khoảng 50  80C là điều kiện tối thích

nhằm kích hoạt pectin methylesterase (PME) có sẵn trong dưa leo (Bell et

al., 1951) Tuy nhiên, việc sử dụng nhiệt độ cao có thể là nguyên nhân làm

vô hoạt enzyme, trong đó có cả hoạt động của PME, vì vậy tùy thuộc đặctính nguyên liệu việc lựa chọn điều kiện gia nhiệt ở mức nhiệt độ cao hơn vàthời gian ngắn hay mức nhiệt độ thấp (thậm chí đến 40C) với thời gian tiền

xử lý dài hơn được áp dụng (Maruvada & McFeeters, 2005)

Trong tế bào rau quả, thành phần pectin thường có độ ester hóa (DE) cao, điều nàydẫn đến sự hình thành phức hợp pectat calcium không đạt hiệu quả cao trong trườnghợp bổ sung Ca2+ Sự thủy phân liên kết methyl ester, hình thành nên pectin có độ

DE thấp là điều kiện thuận lợi cho việc hình thành mạng calcium pectate, tăng độcứng chắc cho cấu trúc tế bào (Van Buren, 1979; McFeeters & Armstrong, 1984;Duvetter, 2007) Vì vậy, để duy trì độ cứng của sản phẩm sau khi chần, việc bổ sungCaCl2 vào dịch lên men để tạo thành phức calcium pectate là rất cần thiết cần đượcquan tâm

Ảnh hưởng của CaCl 2 đến sự ổn định cấu trúc mô tế bào

Sự thay đổi về cấu trúc của rau quả trong quá trình xử lý nhiệt có liên quan chặt chẽvới khả năng hòa tan của các pectic polysaccharide trong phiến giữa của vách tếbào Khi rau quả được xử lý nhiệt, protopectin sẽ bị thủy phân thành pectin hòa tan,kết quả là làm mềm cấu trúc rau quả Trong trường hợp này cần thiết tạo phản ứnggiữa thành phần pectin hòa tan với ion Ca2+ để tạo phức calcium pectate Đây làdạng muối không hòa tan trong nước và khi chúng được tạo thành sẽ lắp đầy các mô

rau quả làm cho cấu trúc sản phẩm trở nên rắn chắc hơn (Javeri et al., 1991).

Muối calcium thường được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm như một tác nhântạo sự rắn chắc cho rau quả Cấu trúc của nhiều loại rau, quả sẽ được cải thiện khi

ngâm trong dung dịch muối calcium (Luna-Guzmán et al., 2000) Sự hiện diện của

ion Ca2+ sẽ ngăn chặn sự mềm của rau quả trong quá trình lên men và bảo quản sảnphẩm, góp phần duy trì cấu trúc cho sản phẩm muối chua Tuy nhiên, hiệu quả củaviệc bổ sung ion Ca2+ có liên quan đến độ methyl hóa của pectin (McFeeters et al.,

1985)

Hình 2.2: Sự thành lập phức hợp pectate calcium

(Nguồn: Duvetter, 2007)

Trong môi trường nước CaCl2 hòa tan tạo thành ion Ca2+ và ion Cl- Khi ngâmnguyên liệu vào trong dung dịch ion Ca2+ sẽ khuếch tán pectate calcium làm phiếngiữa và vách tế bào trở nên cứng hơn (Van Buren, 1979) Mặc khác muối calcium

có thể tác động lên mô tế bào góp phần làm tăng tính nguyên vẹn của tế bào và kết

quả là giữ vững hay tăng lực cứng của tế bào (Luna-Guzmán et al., 2000) Chẳng

hạn, độ cứng của cà rốt cũng được cải thiện khi ngâm nguyên liệu trong dung dịchCaCl2 0,5% (Smout et al., 2004).

2.4 Một số hiện tượng hư hỏng trong quá trình lên men rau quả

Quá trình lên men nhằm kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm, tuy nhiên sau khilên men đạt yêu cầu cần phải có phương pháp bảo quản thích hợp nhằm ức chế sựlên men tiếp theo, ngăn cản sự phân hủy acid lactic, sự phát triển của vi sinh vật gây

hư hỏng, duy trì chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm (Joshi &Sharma, 2009) Sự hư hỏng chủ yếu trong quá trình lên men dưa cải là do sự tăngtrưởng của vi sinh vật và hoạt động của enzyme

Trong quá trình lên men, sự tăng trưởng của một số vi sinh vật có thể là nguyênnhân làm tăng độ nhớt sản phẩm Hiện tượng dưa bị nhớt có thể là do sự phát triển

quá nhanh của vi khuẩn Lb cucumeris và Lb Plantarum, tốc độ hư hỏng sẽ gia tăng

khi nhiệt độ lên men càng cao (Pundir & Jain, 2010) Theo Fabian & Switzer (1941)

đã nhận thấy rằng dưa bị nhớt là do sự phát triển của vi khuẩn khi lên men với nồng

độ muối thấp Đối với sản phẩm bắp cải lên men hiện tượng cải bị nhớt có thể là dohoạt động của hệ enzyme pectinolytic (Maki, 2004)

Sau khi quá trình lên men kết thúc, sự tăng trưởng của nấm men oxi hóa, nấm mốc

và vi khuẩn có thể xuất hiện trên bề mặt dịch lên men Sự hiên diện của nấm menoxi hóa sẽ làm thay đổi màu sắc sản phẩm Màu vàng olive đặc trưng cho sản phẩmrau quả lên men lactic sẽ chuyển thành tối sậm Ngoài ra, sự thay đổi màu sắc sảnphẩm là do phản ứng oxy hóa xảy ra trong quá trình lên men, sự tiếp xúc trực tiếpcủa sản phẩm với oxy trong trường hợp dưa không ngập hoàn toàn trong dịch lên

men (Fleming et al., 1992).

Bên cạnh hoạt động của vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm, hoạt động của enzyme

là nguyên nhân làm giảm chất lượng sản phẩm Quá trình thủy phân protopectindưới tác dụng của protopetinase tạo thành pectin hòa tan và sự hiện diện của hệenzyme pectinolytic thủy phân cấu trúc pectin sẽ làm mềm cấu trúc sản phẩm (VanBuren, 1979; Ken-Yuon, 2004) Sự hiện diện của các enzyme này có thể là do sựphát triển vi sinh vật trong điều kiện nồng độ muối thấp hoặc có sẵn trong nguyênliệu

2.5 Một số phương pháp bảo quản rau muối chua

Sản phẩm lên men sau khi lên men đạt yêu cầu cần phải bảo quản để ức chế sự lênmen tiếp theo, ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật có hại Đối với sản phẩm raumuối chua có thể bảo quản bằng một số phương pháp như bảo quản lạnh, thanhtrùng, bảo quản bằng hóa chất, sử dụng bao gói, đóng gói chân không hay bảo quảnbằng phương pháp kết hợp Phương pháp thanh trùng dẫn đến sự thay đổi đáng kểđến cấu trúc, ảnh hưởng chất dinh dưỡng và chất lượng cảm quan sản phẩm Sửdụng hóa chất bảo quản có thể kéo dài thời gian tồn trữ tuy nhiên phương pháp này

ít được sự dụng do ảnh hưởng đến mùi vị và dư lượng trong sản phẩm

2.5.1 Bảo quản lạnh

Khi làm lạnh rau quả, dưới tác dụng của nhiệt độ thấp sẽ làm chậm các quá trìnhtrao đổi chất, hoạt động sống của vi sinh vật và enzyme giảm đi đáng kể Do đó, hạthấp tốc độ biến đổi sinh hóa và vi sinh vì vậy sẽ kéo dài thời gian bảo quản sảnphẩm Làm lạnh có thể được sử dụng kết hợp với các quá trình khác (lên men hay

thanh trùng) để kéo dài thời gian thực phẩm đã qua chế biến (Barbosa-Cánovas et

al., 2003).

2.5.2 Bảo quản bằng bao bì

Sự kết hợp giữa kỹ thuật bao gói với quá trình chế biến và bảo quản đã được ứngdụng nhằm đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng và tính toàn vẹn của sản phẩm Kỹthuật đóng gói thực phẩm ngày càng được sử dụng rất phổ biến trong lĩnh vực côngnghệ thực phẩm (Paine & Paine, 1983) Bao bì plastic được sử dụng trong côngnghệ thực phẩm bởi tính đa dạng về hình dạng và những ưu điểm của bao bì như:tính trơ với các chất hóa học, acid , kiềm và các dung môi hữu cơ, nhẹ, bền, dễ vậnchuyển vì vậy bao bì plastic sẽ thích hợp để đóng gói thực phẩm Tuy nhiên, mộtvài loại bao bì có thể hấp thu các thành phần của thực phẩm như chất béo, dầu vàhợp chất chất hữu cơ Vì vậy, tùy thuộc vào từng loại thực phẩm mà lựa chọn bao bì

Bao bì PVC có thể được sử dụng để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm, tính thấmhơi nước và khí phụ thuộc vào số lượng chất hóa dẻo được sử dụng trong sản xuất.Bao bì PVC đã được ứng dụng để bảo quản sản phẩm như thịt, có thể làm giảm sựmất mát khối lượng nhưng có thể thấm oxi vì vậy có thể giữ lại màu sắc cho sảnphẩm Bên cạnh đó, bao bì PVC còn được ứng dụng để duy trì chất lượng rau quả

sau thu hoạch và kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm (Coles et al., 2003)

(ii) Bao bì PA (Polyamide)

Bao bì Polyamide (PA) có thể chịu nhiệt độ và áp suất, có thể giữ lại tốt hương vịcho sản phẩm và có khả năng chịu được dầu và chất béo Bao bì PA ngăn thấm khírất tốt nhưng lại rất nhạy cảm với độ ẩm Hiện tượng này có thể được khắc phụcbằng cách phủ thêm lớp PVDC (polyvinylidene chloride) trong quá trình sản xuất.hai loại bao bì được sử dụng phổ biến nhất là bao bì PA loại PA6 và PA66 Một sốchất như oxi, cacbon dioxit, nitrogen, dung môi hữu cơ và hơi nước có thể thấm quabao bì Tốc độ thấm qua bao bì sẽ phụ thuộc vào: loại bao bì, độ dày, diện tích bềmặt, phương pháp chế biến, nồng độ và áp suất riêng phần của các chất thấm vào

bao bì, nhiệt độ bảo quản (Coles et al., 2003) Tính chất của một số loại bao bì được

2.5.3 Bảo quản bằng nhiệt độ thấp kết hợp với đóng gói chân không

Muối chua là phương pháp bảo quản thực phẩm tuy nhiên thời gian bảo quản chưacao, sản phẩm dễ bị hư hỏng do sự phát triển vi sinh vật Khi bảo quản rau quả muốichua ở nhiệt độ thấp có thể kéo dài thời gian bảo quản tuy nhiên việc hạ thấp nhiệt

độ chỉ làm chậm quá trình phát triển không thể tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật Do

đó, việc bảo quản sản phẩm muối chua ở nhiệt độ thấp kết hợp đóng gói chân không

sẽ gia tăng thời gian bảo quản sản phẩm muối chua

Đóng gói chân không là một kỹ thuật hiện đại trong kỹ thuật bao bì thực phẩm Đây

là quá trình loại bỏ không khí bên trong bao bì nhằm kéo dài thời gian bảo quản vàduy trì chất lượng sản phẩm tươi hay đã qua chế biến Vì vậy, kỹ thuật đóng gói

chân không đã và đang được ứng dụng rất phổ biến trong công nghệ thực phẩm(Varoquaux & Nguyen, 1994)

Nhiều thuộc tính của thực phẩm như vi sinh vật, côn trùng, sự mất mát chất dinhdưỡng, sự hóa nâu và những thay đổi sinh lý như tốc độ hô hấp chịu ảnh hưởng bởimức độ oxy trong khoảng trống của bao bì (Singhal & Kulkarni, 1998) Kỹ thuậtđóng gói chân không có thể loại bỏ oxi và vi sinh vật hiện diện trong không khí, do

đó ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm Mức độ chân không có thể được sửdụng khác nhau phụ thuộc vào đặc tính của sản phẩm Sự kết hợp giữa chân khôngvới nhiệt độ thấp sẽ góp phần duy trì hương vị, màu sắc và giá trị dinh dưỡng chosản phẩm Nói cách khác, quá trình đóng gói chân không sẽ duy trì cả về chất lượng

và giá trị kinh tế Một số sản phẩm đã được ứng dụng rất hiệu quả như thịt, cá, xúcxích, trà, phô mai, cà phê, các loại hạt (Narayanan & Dordi, 1998)

2.6 Tình hình sản xuất dưa cải tại hai làng nghề thuộc huyện Bình Minh và Bình Tân - Tỉnh Vĩnh Long

Do có những điều kiện thuận lợi về giao thông thủy bộ và nằm gần nguồn nguyênliệu nên hai làng nghề sản xuất dưa cải tại hai huyện Bình Tân, Bình Minh – VĩnhLong đã được hình thành hơn hai mươi năm qua Mỗi làng nghề truyền thốngthường tập hợp khoảng vài chục hộ sản xuất những sản phẩm cùng loại và được tiêuthụ ở các tỉnh vùng đồng bằng sông Cửu Long Vào các ngày giáp Tết, các hộ tạihai làng nghề sản xuất dưa cải ở Tân Bình và Tân Lược (huyện Bình Tân) đã sảnxuất một khối lượng gấp ba lần so với ngày thường Bình quân mỗi ngày, hai làngnghề này sản xuất từ 5 ÷ 6 tấn dưa cải đáp ứng thị trường Tết

Trong những năm gần đây do ảnh hưởng của sự biến động về kinh tế kèm với sựkhó khăn từ giá cả nguyên liệu, sản phẩm không ổn định nên các cơ sở hoạt độngvới số lượng cầm chừng Theo khảo sát trong chín tháng đầu năm 2009, nghề làmdưa cải gặp nhiều khó khăn do giá cả nguyên liệu cũng như giá bán khá cao Nhìnchung, việc sản xuất dưa cải tại làng nghề này vẫn còn gặp một số vấn đề khó khăn

về mặt công nghệ và kỹ thuật, chưa đảm bảo chất lượng an toàn vệ sinh sản phẩm,thời gian bảo quản sản phẩm ngắn, sản phẩm làm ra không ổn định về chất lượng,chưa thu hút được người tiêu dùng Quy trình chế biến dưa cải tham khảo tại 2 cơ

sở sản xuất ở huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long được mô tả như hình 3

Hình 2.3: Quy trình muối chua dưa cải

Thuyết minh quy trình

i) Nguyên liệu cải

Chọn cải nguyên liệu đạt tiêu chuẩn thu hoạch có độ chín kỹ thuật chắc, bắp to.Không sử dụng những cây cải bị dập hay bị sâu bệnh Nên sử dụng cây dưa có bẹlớn, khối lượng trung bình mỗi cây dưa dao động trong khoảng 0,3 ÷ 0,6 kg, vớihàm lượng đường trong nguyên liệu 1,5 ÷ 1,9%

Tiến hành thu hoạch, cắt ngang gốc và phơi nắng trực tiếp tại nơi trồng Sau khiphơi héo cải và thu hoạch, cải nguyên liệu được cho vào túi có đục lỗ thoáng khí đểvận chuyển về nơi sản xuất Phơi nắng nhằm mục đích làm giảm lượng nước cótrong nguyên liệu để giúp cho quá trình trích ly tốt hơn Ngoài ra, phơi nắng còn cótác dụng làm héo cải nguyên liệu nhằm tránh được sự dập nát nguyên liệu trong quátrình vận chuyển hay sơ chế

ii) Xử lý sơ bộ

Tại cơ sở sản xuất cải nguyên liệu được xử lý sơ bộ: loại bỏ hết những lá vàng úa, láhỏng lá sâu bệnh, lá có khuyết tật Cắt bỏ phần cuống già ở sát gốc cây, cắt tỉa lạicuống Phân loại cải to và cải nhỏ riêng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lênmen, tạo được sự đồng nhất cho sản phẩm

iii) Chần

Sau khi xử lý sơ bộ, cải được chần trong nước Cải được chần ngập trong nướcnóng sôi, thời gian chần cải khoảng 60 giây Chần đến khi thấy cải đã héo vàchuyển màu xanh đều

iv) Rửa

Trước khi lên men, nguyên liệu cải được rửa lại cho sạch hết đất cát, tạp chất, Ngoài ra, rửa còn làm nguội nhanh cải sau khi chần, hạn chế sự làm mềm cải bởi tácdụng của nhiệt độ cao Cả hai cơ sở đều sử dụng nguồn nước sông để rửa cải saukhi chần

v) Chuẩn bị lên men

Nguyên liệu sau khi sơ chế được làm sạch, xếp vào dụng cụ lên men Cải nguyênliệu được xếp chặt vào các hủ sành hoặc các bao PE lớn và được sắp xếp, gài nénchặt từng lớp cải

vi) Chuẩn bị nước muối

Sử dụng nước sông để hòa tan nước muối Nước muối được chứa trong các hũ sànhlớn, có thể chuẩn bị trước đó vài ngày để cho nước muối được tan hết và được lắngtrong Ngay trước khi sử dụng, nước muối được bổ sung thêm phẩm màu vàng

Nồng độ muối sử dụng để muối chua dưa cải ở cơ sở Bình Tân là 4% Ở cơ sở BìnhMinh nồng độ muối sử dụng là 3,5% Bên cạnh đó ở cơ sở Bình Minh còn bổ sunglượng đường (đường chảy) khoảng 0,1% Sau khi đã chuẩn bị dung dịch nước muối,cho nước muối vào đến ngập bề mặt cải Đậy kín hoặc buộc chặt túi bao PE lại.Tiến hành lên men dưa cải

vii) Lên men dưa cải

Cải được lên men ngay ở nhiệt độ thường và sau khoảng 5 ÷ 6 ngày cải được phân phối ra thị trường

2.7 Các nghiên cứu có liên quan

Muối chua là phương pháp cổ điển để bảo quản thực phẩm, làm tăng giá trị cảmquan, dinh dưỡng của sản phẩm và rất có lợi cho sức khỏe Phương pháp muối chua

đã được nghiên cứu ở Việt Nam và nhiều nơi trên thế giới

Theo nghiên cứu của Trần Minh Tâm và cộng sự (2002), thời gian lên men bắp cảimuối chua là 10 ngày ở 20oC, quá trình lên men ngừng lại khi lượng acid lactic đạt1,5 ÷ 2,4%, mùi vị tốt nhất khi nồng độ acid đạt 0,8 ÷ 1,2%

Bell et al., (1951) đã xác nhận ảnh hưởng của quá trình khử methoxyl

(demethylation) pectin có liên hệ với sự thay đổi cấu trúc dưa leo muối chua Nhiệt

độ trong khoảng 50  80C là điều kiện tối thích nhằm kích hoạt pectin

Theo nghiên cứu của Boontaveeyuwat et al (2011) quá trình chần ở nhiệt độ 100oCtrong 15 phút đối với nấm, bắp cải, cải bẹ, cải xoăn sẽ làm giảm đáng kể hàm lượng

acid hữu cơ lần lượt 83,0%, 77,9%, 74,8% và 73,6% Park et al., (1993) cũng đã

xác định rằng khi chần kim chi ở 100oC trong thời gian 5 giây sẽ làm giảm hàmlượng acid so với nguyên liệu tươi Khi so sánh hàm lượng acid và chất lượng cảmquan của sản phẩm kim chi, kết quả nghiên cứu cho thấy rằng mẫu được chần trongquá trình lên men cho hàm lượng acid và chất lượng cảm quan cao hơn mẫu khôngchần

Vì vậy, tùy thuộc vào đặc điểm nguyên liệu, việc lựa chọn điều kiện gia nhiệt ở mứcnhiệt độ cao hơn và thời gian ngắn hay mức nhiệt độ thấp (thậm chí đến 40C) vớithời gian tiền xử lý dài hơn được áp dụng (Maruvada & McFeeters, 2005)

Hiệu quả kết hợp quá trình chần và bổ sung CaCl2 đã được nghiên cứu ở nhiều nơi

trên thế giới nhằm cải thiện đặc tính cấu trúc của rau quả muối chua Bescheur et al.

(1979) đã khuyến cáo khả năng bổ sung CaCl2 ở nồng độ 0,4% giúp cải thiện cấu

trúc dưa leo muối chua Voldřich et al (2009) cũng đã xác nhận hiệu quả của việc

bổ sung Ca2+trong cải thiện đáng kể cấu trúc của dưa leo muối chua Đồng thời, tácgiả cũng khẳng định vai trò của việc bổ sung Ca2+trong duy trì độ cứng chắc sảnphẩm trong suốt thời gian bảo quản

Bên cạnh quá trình tiền xử lý nhiệt và bổ sung CaCl2 nhằm cải thiện cấu trúc sản rauquả muối chua thì việc điều chỉnh nồng độ muối NaCl trong dịch ngâm là một trongnhững yếu tố quyết định hiệu quả của quá trình lên men và hơn thế nữa, ảnh hưởngđến hương vị của sản phẩm Mheen (1998) đã xác định ở nồng độ muối tối ưu choquá trình lên men kim chi từ 2 ÷ 3% sẽ cho chất lượng cảm quan sản phẩm tốt nhất

Kết quả nghiên cứu của Bomrungnok et al., (2007) cho thấy nồng độ muối thấp 3%

đến 6% sẽ cho hàm lượng acid lactic, chất lượng cảm quan của sản phẩm dưa cải

cao hơn khi muối chua ở nồng độ NaCl cao

Đối với việc chế biến sản phẩm dưa cải bắp của Đức, những kết quả nghiên cứu của

Parmele et al., (1927), Marten et al., (1929), Pederson & Albury (1969), trích dẫn bởi Andersson et al., (1988) cho thấy ở nhiệt độ 18oC và dung dịch NaCl ở nồng độ1,8 ÷ 2,25%, sự lên men lactic xảy ra tốt nhất Trong khi đó, Mary (1994) đề nghịnồng độ NaCl thích hợp đối với quá trình lên men sản phẩm này là 2,25 ÷ 2,5%(Mary, 1994) Tương tự, Battcock & Azam-Ali (1998) đề nghị điều kiện lên men tối

ưu cho việc chế biến sản phẩm này ở 21oC, nồng độ muối trong sản phẩm khoảng2,0 ÷ 2,5%

Muối chua là phương pháp nhằm kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Tuy nhiên,sản phẩm có thể hư hỏng nhanh nếu không có biện pháp bảo quản thích hợp Việcnghiên cứu kết hợp các điều kiện lên men và các phương pháp bảo quản thích hợp

để có được sản phẩm dưa muối ổn định chất lượng và kéo dài khả năng bảo quảncũng đã được nhiều nhà khoa học quan tâm Theo kết quả nghiên cứu của Nicholas

& Pflug (1996), nhiệt độ bảo quản có ảnh hưởng đáng kể đến sự thay đổi chất lượngdưa leo muối chua Khi bảo quản dưa leo muối chua ở nhiệt độ 37,7oC sản phẩm bị

hư hỏng nhanh hơn khi hạ thấp nhiệt độ tồn trữ đến mức 4,4oC

Ngoài ra, mặc dù đặc tính cấu trúc dưa leo được cải thiện nhờ vào việc điều khiểnquá trình xử lý và lên men (chọn lựa nồng độ muối NaCl, CaCl2 trong dịch ngâmthích hợp), nhiệt độ tồn trữ cũng làm thay đổi đặc tính cấu trúc sản phẩm Khi bảoquản dưa leo muối chua ở nhiệt độ từ 4,4 ÷ 15,5oC sẽ cho giúp cải thiện độ cứngchắc của sản phẩm tốt hơn điều kiện tồn trữ nhiệt độ cao (26,6oC) (Thompson et al., 1979).

Đây cũng chính là cơ sở cho việc nghiên cứu tiền xử lý, nồng độ NaCl, CaCl2, sửdụng bao bì kết hợp với bảo quản ở nhiệt độ thấp nhằm cải thiện chất lượng và kéodài thời gian bảo quản dưa cải trong điều kiện hiện tại ở Việt Nam

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Phương tiện nghiên cứu

3.1.1 Địa điểm, thời gian thí nghiệm

 Địa điểm: tiến hành thí nghiệm và thu nhận số liệu của đề tài được thực hiện

tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm - Khoa Nông nghiệp và

Sinh học ứng dụng - Trường Đại học Cần Thơ

 Thời gian thực hiện: từ ngày 01/11/2011 đến ngày 31/7/2012

3.1.2 Đối tượng nghiên cứu

Cải bẹ nguyên liệu được mua từ một số hợp tác xã rau sạch trên địa bàn 2 huyệnBình Minh và Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long Cải được thu hái vào buổi sáng (trước 8giờ) và phơi héo trực tiếp trên đồng đến khoảng 3 giờ chiều (nhiệt độ nắng trungbình là 38 ± 1°C) Xếp nguyên liệu vào các túi LDPE, mỗi túi khoảng 5 kg, sau đóvận chuyển về phòng thí nghiệm

3.1.3 Dụng cụ, thiết bị

Micro pipet: 200 L, 1000 L

Máy đo pH (HANA pH 212, Trung Quốc)

Máy đo cấu trúc Texture Analayser (TA XT 2i, Anh)

Bếp điện, tủ sấy

Microburet 5 mL, độ chính xác 0,1 mL

Cân điện tử (Ohaus, USA, độ chính xác ± 0,0001 g)

Bể điều nhiệt (Memmert, Đức, điều chỉnh đến cận 100 oC, độ chính xác 0,1 oC)

3.1.4 Hóa chất

- Muối ăn (NaCl)

- Calcium chloride (CaCl2, PA, Việt Nam)

Một số hóa chất thông thường dùng để phân tích:

- NaOH hoặc KOH 0,1 N (Merck)

- Dung dịch phenolphthalein 1% trong cồn 90o

- 2,6 diclophenol- indolphenol (Merck)

- HCl (PA, Việt Nam), NaOH (Trung Quốc)

- Acid oxalic (PA, Việt Nam); AgNO3 (PA, Việt Nam)

- K2CrO4 (Trung Quốc)

- CuSO4, sodium potassium tartrate (Trung Quốc) và một số hóa chất cần thiết

3.2 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp phân tích và đo đạc các chỉ tiêu

Các chỉ tiêu cơ bản được phân tích và đo đạc theo các phương pháp tiêu chuẩn đượctổng hợp ở bảng 3.1

Bảng 3.1: Phương pháp phân tích và đo đạc các chỉ tiêu

dung dịch trung tính với chất chỉ thị K2CrO4

trong thực phẩm với phenoltalein làm chỉ thị màu (AOAC 942.15)

Dựa vào tính chất khử oxy của nhóm aldehyde hay ceton tự do có trong phân tử glucid để định lượng

Hàm lượng vitamin C

(mg%)

Dựa vào tính khử đối với thuốc thử 2,6 diclophenol-indophenol Cấu trúc thể hiện bằng

lực cắt (độ cứng chắc, g

lực)

Sử dụng thiết bị đo cấu trúc Texture Analyser, thể hiện qua độ cứng (g lực) Đo bằng lực cắt với các thông số: Lực tác động: 25 kg; Tốc độ nén: 2 mm/s Đầu đo: HDP/BSK (Blade set with kinfe)

1981; trích dẫn bởi Lin et al., 1990) Hàm lượng pectin (% ck) Phương pháp kết tủa calci-pectinate (Marcon et al., 2005)

Thị Hồng Thư, 1989)

(TCVN 4712-89), acid benzoic (AOAC 963.19)Hàm lượng nitrate, chất

xơ*

Nitrate (TCVN 5247-90), chất xơ (TCVN 4329-2007)

*Số liệu được gởi phân tích tại Trung tâm Kỹ thuật và Ứng dụng công nghệ Cần Thơ (Catech)

3.2.1 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu

Nghiên cứu được thực hiện dựa trên việc cải tiến một số công đoạn của quy trìnhchế biến dưa cải thực tế tại làng nghề Bình Tân và Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long Cácthí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên, lặp lại 3 lần Khối lượng mỗi đơn vị thí nghiệmkhoảng 0,5 kg (điều này có nghĩa khối lượng mỗi mẻ cho một nghiệm thức daođộng từ 3,5 đến 5 kg do phải chuẩn bị riêng cho các lần lấy mẫu phân tích) Kết quảcủa các thí nghiệm so sánh, chọn nghiệm thức tối ưu được thống kê và phân tíchtheo chương trình Statgraphic 4.1

Kết quả tối ưu được lựa chọn từ thí nghiệm trước được sử dụng làm điều kiện cốđịnh để tiến hành các thí nghiệm khảo sát tiếp theo

3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm

3.3.1 Xác định thành phần cơ bản của nguyên liệu cải bẹ

Các thành phần cơ bản của cải như độ ẩm, đường khử, hàm lượng acid, hàm lượngmuối, vitamin C, pectin và độ ester hóa của pectin (DE) được xác định Đây chính

là cơ sở cho việc muối chua dưa cải và nghiên cứu biện pháp cải thiện cấu trúc sảnphẩm

3.3.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến chất

lượng dưa cải

Mục đích: Xác định nhiệt độ và thời gian chần thích hợp cho quá trình lên men dưa

cải đạt hiệu quả (đặc tính cấu trúc cải thiện, giá trị cảm quan cao)

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành với 2 nhân tố

Nhân tố A: Nhiệt độ chần, thay đổi ở 4 mức độ

Nhân tố B: Thời gian chần (giây)

- Đối với mẫu chần ở 60 và 70

o

C, khảo sát ở 3 mức độ

Số nghiệm thức khảo sát: 4 x 3 + 1 (đối chứng) = 13 nghiệm thức

Số mẫu khảo sát: 13 x 3 = 39 mẫu

Tiến hành thí nghiệm

Cải sau khi xử lý sơ bộ, tiến hành chần ở các chế độ nhiệt độ và thời gian khác nhaunhư đã bố trí Sau đó, cho cải vào dụng cụ lên men, bổ sung dung dịch nước muối

đã thanh trùng để nguội có nồng độ 3,5% NaCl, 1% đường, tỷ lệ cải và nước muối

là 1,5:1 Tiến hành lên men ở nhiệt độ phòng (30 ± 2oC) Dừng quá trình lên menkhi sản phẩm đạt đến độ pH và acid cần thiết

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1

Chỉ tiêu theo dõi

- Thời gian kết thúc quá trình lên men

- Sự thay đổi đường khử, acid lactic của dưa cải trong quá trình lên men

- Sự thay đổi pH của nước muối khi lên men

- Cấu trúc sản phẩm (lực cắt)

- Đánh giá cảm quan: màu sắc, mùi vị, cấu trúc

Kết quả thu nhận: Nhiệt độ và thời gian chần thích hợp cho chất lượng sản phẩm

cao nhất (điểm cảm quan cao, lực cắt sản phẩm lớn)

Dung dịch muối

3.3.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ NaCl ban đầu trong dịch lên

men đến quá trình muối chua dưa cải

Mục đích: Xác định nồng độ NaCl ban đầu trong dịch ngâm thích hợp để quá trình

lên men dưa cải có đặc tính cấu trúc tốt, duy trì hàm lượng vitamin C cao và thờigian lên men phù hợp

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được khảo sát với 1 nhân tố và 3 lần lặp lại.

Nhân tố C: Nồng độ muối NaCl ban đầu trong dịch lên men, thay đổi ở 5 mức độ

C1: 3,0 % C2: 3,5% C3: 4,0% C4: 4,5% C5: 5,0%

Số nghiệm thức thí nghiệm là 5 nghiệm thức

Số mẫu thí nghiệm: 5 x 3 = 15 mẫu

Tiến hành thí nghiệm

Cải bẹ được chần ở nhiệt độ và thời gian thích hợp lựa chọn từ thí nghiệm 1, tiếnhành lên men tương tự như thí nghiệm 1, nhưng nồng độ muối trong dịch lên menđược khảo sát ở 5 mức độ dao động từ 3,0%; 3,5%; 4,0%; 4,5% và 5,0% Theo dõi

sự thay đổi pH trong dịch lên men và hàm lượng acid trong các mẫu khảo sát theothời gian và xác định đặc tính cấu trúc của sản phẩm cuối

Chần

Để nguộiThanh trùng

Chỉ tiêu theo dõi

- Thời gian kết thúc quá trình lên men

- Sự thay đổi pH của nước muối khi lên men

- Sự thay đổi hàm lượng acid lactic, nồng độ NaCl, hàm lượng vitamin C củadưa cải trong quá trình lên men

- Lực cắt sản phẩm

Kết quả thu nhận: Nồng độ muối ban đầu trong dịch lên men thích hợp cho quá

trình muối chua dưa cải có đặc tính chất lượng tốt

3.3.4 Thí nghiệm 3: Tác động của việc bổ sung CaCl 2 trong dịch lên men đến sự

thay đổi đặc tính cấu trúc và cảm quan của dưa cải

Mục đích: Xác định tỷ lệ CaCl2 bổ sung thích hợp giúp cải thiện đặc tính cấu trúc vàgiá trị cảm quan của dưa cải

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành với 1 nhân tố và 3 lần lặp lại

Nhân tố D: Hàm lượng CaCl2 trong dịch lên men, với 4 mức độ khảo sát

D0: 0% D1: 0,1% D2: 0,2%

D3: 0,3% D4: 0,4% D5: 0,5%

Số nghiệm thức thí nghiệm: 6 nghiệm thức

Số mẫu thí nghiệm: 6 x 3 = 18 mẫu.

Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3

Tiến hành thí nghiệm: Cải có kích thước đồng đều được lựa chọn, xử lý sơ bộ Chần

nguyên liệu trong điều kiện nhiệt độ và thời gian được lựa chọn từ thí nghiệm 1 Làm nguội nhanh dưa sau khi chần, sau đó cho lên men trong dung dịch có nồng độ NaCl tối ưu đã được lựa chọn từ thí nghiệm 2 và bổ sung CaCl2 theo các mức độ bố trí ở trên Tiến hành lên men tương tự như thí nghiệm 1

Chỉ tiêu theo dõi

- Thời gian kết thúc quá trình lên men

- Sự thay đổi hàm lượng acid lactic của dưa cải và pH của nước muối trongquá trình lên men

- Cấu trúc (lực cắt) và cảm quan (màu sắc, mùi vị, cấu trúc) của sản phẩm

Kết quả thu nhận: Mức độ cải thiện đặc tính cấu trúc và chất lượng cảm quan của

Chần

Để nguộiThanh trùng

Dung dịch muối

3.3.5 Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của điều kiện bao gói đến khả năng bảo quản dưa

cải được chế biến theo quy trình cải tiến và quy trình truyền thống ở nhiệt độ thấp (4 ± 1C)

Mục đích: Đánh giá hiệu quả duy trì chất lượng sản phẩm của quy trình chế biến

dưa cải đã cải tiến Trên cơ sở so sánh với mẫu dưa cải được sản xuất tại làng nghề,chọn lựa phương thức bao gói thích hợp và thời gian tồn trữ tối đa ở nhiệt độ lạnhcho dưa cải

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành với 2 nhân tố và 3 lần lặp lại.

Nhân tố E: Mẫu sản phẩm dưa cải

E1: Mẫu tại cơ sở sản xuất Bình Minh – Vĩnh Long

E2: Mẫu sản xuất theo quy trình cải tiến

Nhân tố F: Loại bao bì và điều kiện bao gói

F1: Khay xốp (polystyren) bao màng PVC

F2: Bao bì PA, độ chân không 90%

Số nghiệm thức thí nghiệm: 2 x 2 + 1 = 5 nghiệm thức

Số mẫu thí nghiệm: 5 x 3 = 15 mẫu

Tiến hành thí nghiệm: Cải bẹ được tiến hành lên men theo các thông số tối ưu được

lựa chọn từ các thí nghiệm trước đồng thời tiến hành thu mẫu dưa cải được sản xuất

ở Bình Minh, Vĩnh Long Khi quá trình lên men đạt yêu cầu, trường hợp bảo quảnbằng màng bao PVC, cho dưa cải vào các khay xốp và tiến hành bao màng Trườnghợp bảo quản bằng bao PA, dưa cải được đặt trong các bao PA và đem hút chânkhông đến độ chân không 90% (thời gian xử lý là 3 giây) Thực hiện bảo quản sảnphẩm ở nhiệt độ lạnh (4 ± 1oC) Theo dõi khả năng bảo quản đến khi sản phẩmkhông còn được chấp nhận bởi người tiêu dùng qua đánh giá cảm quan, cấu trúc vàmật số vi sinh vật

Chỉ tiêu theo dõi

- Lực cắt và giá trị cảm quan sản phẩm (màu sắc, mùi vị, cấu trúc)

- Sự thay đổi mật số vi sinh vật trong thời gian bảo quản

- Xác định hàm lượng NaCl, acid, vitamin C có trong các mẫu sản phẩm

Kết quả thu nhận: Quy trình chế biến và bảo quản dưa cải phù hợp

3.3.6 Thí nghiệm 5: Ứng dụng quy trình chế biến dưa cải đã cải tiến ở điều kiện

sản xuất thực tế

Mục đích: Xác định hiệu quả ứng dụng của các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

đối với quá trình chế biến thực tế theo góc độ chất lượng và an toàn vệ sinh tại cơ

sở sản xuất dưa cải ở xã Đông Thạnh, huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long

Tiến hành thí nghiệm: Chọn cơ sở sản xuất ở xã Đông Thạnh, huyện Bình Minh,

tỉnh Vĩnh Long để tiến hành xây dựng điều kiện sản xuất tốt, phù hợp với tiêuchuẩn chế biến thực phẩm (mặt bằng, nguồn nước sử dụng) Ứng dụng các thông sốthích hợp đã được khảo sát qua các thí nghiệm 1, 2 và 3 vào điều kiện sản xuất thực

tế (nguồn nước, thiết bị, quy cách chế biến – 5 kg/mẫu lên men) Phân tích chấtlượng sản phẩm cuối sau khi kết thúc quá trình lên men

Chỉ tiêu theo dõi

- Cấu trúc sản phẩm, mật số vi sinh vật, đánh giá cảm quan sản phẩm: màusắc, mùi vị, độ giòn

- Xác định các chỉ tiêu hóa lý như độ ẩm, chất xơ, hàm lượng NaCl, acid,vitamin C có trong các mẫu sản phẩm

- Xác định sự hiện diện phụ gia và kim loại nặng như thủy ngân, cadimi, đồng,chì, asen và nitrate, sulfur dioxide, acid benzoic, acid sorbic

- Thành phần vi lượng quan trọng để đánh giá tính chất chức năng của sảnphẩm: magie, kẽm, calcium

Kết quả thu nhận: Đánh giá hiệu quả của quy trình cải tiến dựa trên khả năng áp

dụng tại các cơ sở sản xuất thực tế