Tổng quan về kefir và các ứng dụng của kefir trong thực phẩm: Quy trình sản xuất và nghiên cứu

Qui trình chế biến Kefir

Sữa được thanh trùng ở 90÷950C trong thời gian 30÷45 phút (thời gian thanh trùng kéo dài nhằm vô hoạt enzyme và ức chế đến mức tối thiểu sự có mặt của vi sinh vật lạ trong môi trường để giúp cho giống phát triển tốt và không bị tạp nhiễm), sau đó đưa về 22÷240C để chuẩn bị cấy giống. Hạt kefir được xử lý bằng cách rửa trong nước vô khuẩn ở nhiệt độ thấp (6÷100C) để loại bỏ tạp chất bám trên bề mặt hạt (có thể sử dụng sữa gầy vô trùng để rửa hạt, Hạt Kefir đã qua rửa sạch và bảo quản trong nước vô khuẩn hoặc dung dịch muối NaCl 0,9%. Quá trình sản xuất giống cũng được thực hiện ở 25÷300C thời gian nuôi trung bình là 20 giờ (cần kiểm tra giá trị pH của canh trường là 4,5 để xác định thời điểm kết thúc quá trình nuôi.

Sữa sau khi đã được điều phối tạo điều kiện tối ưu cho nấm Kefir hoạt động, tiến hành cấy dịch men giống (đã được chuẩn bị ở phần sản xuất dịch men giống (mục 1.6.1) vào để lên men. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành nên hương vị của sản phẩm, đáng chú ý nhất là các acid hữu cơ như acid propiomic, acid formic, acid succinic, các hợp chất bay hơi thuộc nhóm aldehyde (aldehyde acetic, diacetyl) và rượu cao phân tử, nhiệt độ lên men 25÷300C. Bao bì sử dụng là hũ thủy tinh hay hũ nhựa 50ml, được rửa sạch, vô trùng và rót sản phẩm trong điều kiện vô trùng để hạn chế các vi sinh vật từ môi trường xung quanh nhiễm vào sản phẩm.

Trong quá trình bảo quản hệ vi sinh vật Kefir vẫn tiếp tục trao đổi chất với môi trường và làm biến đổi dần các chỉ tiêu hoá lý (độ chua, hàm lượng ethanol) và chỉ tiêu cảm quan (mùi vị..) của sản phẩm.

Hạt Kefir trong môi trường nước đường a. Quy trình chuẩn bị giống Kefir

Cơ sở khoa học của quá trình lên men Kefir trong môi trường nước đường.

Cơ sở khoa học của quá trình lên men Kefir trong môi trường nước đường Nhiều vi khuẩn và nấm men có trong hạt Kefir khi sống trong môi trường

Nấm men chính cung cấp hệ enzyme đặc thù đề tạo thành ethanol trong giai đoạn lên men Saccharosemyces Cerevisiae. Nấm men có đặc điểm là trong điều kiện sinh hoạt yếm khí, chúng có khả năng chuyển đường thành ethanol và CO2 một cách hợp thức. Đường cùng các chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men, trước tiên được hấp phụ vào trên bề mặt của tế bào nấm men, sau đó khuyếch tán qua màng bề mặt bán thấm đó mà vào bên trong tế bào.

Trong khi nước được vào ra tế bào một cách tự do thì đường và các chất dinh dưỡng khác chỉ được màng tế bào cho đi vào mà không cho đi ra. Vì vậy, đường được chuyển hóa qua một chuỗi phản ứng để tạo thành sản phẩm cuối cùng của sự lên men là rượu ethylic và CO2. Dung dịch đường có nồng độ rất cao sẽ tạo ra áp suất thẩm thấu lớn gây phá hủy trạng thái sinh lý bình thường của nấm men.

Thời gian lên men sẽ kéo dài, sử dụng không triệt dể hết đường, đồng thời lượng rượu tạo thành lớn sẽ ức chế hoạt động của nấm men.

Giới thiệu sản phẩm nước quả lên men truyền thống

So với các loại siro quả mà hiện nay thường bán trên thị trường thì nước giải khát lên men (nước quả lên men) ngon và có tác dụng giải nhiệt hơn nhiều. Ngon hơn vì CO2 thoát ra do phản ứng lên men sẽ hòa tan với nước giải khát, sau đó tác dụng với các chất hoặc nguyên tố có trong thành phần của nước giải khát, tạo ra các este đơn giản và phức tạp nên có mùi thơm và vị dịu hơn. Mặt khác, do trong dịch còn chứa các chất giữ bọt như peptit, acid amin, melanoidin, các sản phẩm thủy phân…nên CO2 khi tới mặt nước sẽ không tan ngay mà được giữ lại và bám vào nhau tạo thành lớp bọt dày.

Sản xuất nước giải khát lên men từ nước quả có ưu điểm là đơn giản, và đòi hỏi ít trang bị, có thể tổ chức ở quy mô xí nghiệp, hợp tác xã và gia đình. Đặc điểm của nước giải khát lên men là trong thành phần các quá trình sinh học còn tiếp diễn, do đó không thể bảo quản lâu quá 2 ngày dù ở nhiệt độ thấp. Tuy nhiên đối với một số nước giải khát lên men cao cấp, người ta loại bớt tế bào nấm men rót vào chai đậy nút rồi đem thanh trùng ở nhiệt độ thích hợp và vì thế thời gian bảo quản cho phép tăng 2÷3 tháng, tương tự như bia.

Làm lạnh nhanh và ở nhiệt độ thấp thì nấm men sẽ lắng nhanh, hạn chế cường độ lên men, do đó thành phần nước giải khát ổn định hơn trong thời gian bảo quản, nhất là ở mạng lưới thương nghiệp.

Giới thiệu về sản phẩm Kefir d’Uva hay Grape Juice Kefir (nước nho lên men Kefir)

Ở Việt Nam, Hà Nội trồng nho làm cảnh, che bóng mát, quả khá sai có giá trị trang trí nhưng giá trị thực phẩm thấp vì ăn được nhưng vỏ dày, dư vị chát, ít đường, hương vị kém, không sản xuất kinh doanh được. Cũng có ý kiến cho rằng rượu vang có những chất polyphenol nên có lợi ích với tim mạch… Nhưng hiện nay, người ta đã biết chính xác rằng chính hợp chất resveratrol trong lớp vỏ của nho đỏ ( nho xanh không có chất này) đã đem lại những lợi ích nói trên. Gần đây, các nhà khoa học còn phát hiện thấy ăn nhiều nho đỏ có thể chống được ung thư vì trong quả nho đỏ có chất quercetin bình thường vẫn tiền ẩn không hoạt động, nhưng khi tiếp xúc và bị tác động bởi vi khuẩn trong bộ máy tiêu hóa sẽ biến thành một chất có khả năng chống ung thư.

Nho là nguồn nguyên liệu sản xuất các thực phẩm có giá trị như rượu nho, nước nho, nho khô, mứt nho,… Đặc biệt nho chế biến rượu vang có giá trị dinh dưỡng cao, có hương thơm và mùi vi đặc trưng. Nấm men chính thực hiện quá trình lên men rượu này là Saccharomyces và Kloeckera (là hai loài nấm men có mặt tự nhiên trong quả nho), chúng có tính kỵ khí không bắt buộc, có khả năng lên men và hô hấp khác nhau, tạo ra các sản phẩm khác nhau (có ý nghĩa đối với sản phẩm này). Trong kiểu lên men lactic điển hình chỉ sinh ra acid lactic (tạo vị chua cho sản phẩm), còn kiểu lên men dị hình hoặc không điển hình thì các sản phẩm cuối cùng là acid lactic, ethanol, acid axetic và CO2 (tạo ra hương vị đặc trưng cho sản phẩm này).

Ở giai đoạn lên men malolactic hay còn gọi là giai đoạn lên men phụ được thực hiện bởi một số vi khuẩn như: Lactobacillus, Pediococcus và Leuconostoc, nhằn tạo ra cho rượu vang những tính chất cảm vị đặc thù.

Nghiên cứu khả năng trung hòa tính gây độc tế bào của các yếu tố ngoại bào B. cereus của kefiran

Có thể thêm đường hoặc không (tùy thuộc độ ngọt của sản phẩm), cho thêm vài giọt acid citric hoặc nước cốt chanh (có tác dụng điều hòa vị chua cho sản phẩm). Nồng độ polysaccharide được xác định bằng phương pháp anthrone, đo độ hấp thụ ở bước sóng 620 nm và sử dụng dung dịch glucose làm chất chuẩn. Tế bào Caco – 2 được nuôi cấy trong môi trường Dulbecco's modified Eagle's minimum essential (DMEM) chứa glucose với nồng độ 25 mM, bổ sung thêm 15% huyết thanh bào thai bê bị bất hoạt bởi nhiệt, 1% các acid amin không thiết yếu, penicillin (12 UI/ml), streptomycin (12 μg/ml), gentamycin (50 μg/ml) và fungizone (1,25 μg/ml).

Phần trăm tế bào gắn kết được tính toán theo công thức: 100 x (A/Ac), trong đó A là độ hấp thụ của tế bào được xử lý; Ac là độ hấp thụ của tế bào đối chứng không xử lý. Phần trăm hoạt tính duy trì được tính theo công thức: 100 x (A/Ac), trong đó A là độ hấp thụ của tế bào được xử lý; Ac là độ hấp thụ của tế bào đối chứng không xử lý. Thật ra chỉ có 55% tế bào duy trì sự gắn kết khi không có kefiran trong khi giá trị này khoảng 80% khi thử nghiệm tất cả các nồng độ của kefiran.

Trái lại, khi có sự hiện diện của kefiran trong khi ủ, ảnh hưởng hoại tử giảm đi đáng kể và chỉ có một vài tế bào tự hủy (hình 3.12B,C).