III. Các nhân tố ảnh hưởng đến công nghệ chế biến sản xuất kim chi: 1 Ảnh hưởng của vi sinh vật đến quá trình lên men:
6. Ảnh hưởng của các chất bảo quản tự nhiên:
Để phát triển một chất bảo quản tự nhiên nhằm kéo dài thời gian bảo quản kim chi, Moon và cộng sự năm 1995 đã sàng lọc 102 loại thực vật ăn được, 21 chất kháng khuẩn và các hợp chất khác có liên quan. Baical skullcap và Assam indigo chọn từ 42 Đông dược đã cho thấy hiệu quả trong việc lưu giữ trang thái tươi ngon của kim chi. 32 loại thảo dược và gia vị, gồm bạc hà, quế, kinh giới, hoa houblon, hương thảo, xô thơm, cải ngựa và húng tây cũng cho thấy hoạt tính kháng khuẩn cao đối với các chủng vi sinh vật trong kim chi lên men. Trong số 28 loại trái cây, rau và các loại cây khác có liên quan được đem thí nghiệm, lá thông, quả hồng vàng và lá cây sồi cho thấy có hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn đáng kể. Nisin và caffeic acid làm chậm quá trình lên men một cách hiệu quả, nên có thể xem là các chất có thể dùng để bảo quản kim chi nhằm kéo dài thời gian sử dụng kim chi. Tuy nhiên, giá trị cảm quan cũng là một yếu tố cực kì quan trọng khi lựa chọncác chất bảo quản. Kim và Park năm 1995 đã nghiên cứu về hoạt tính kháng khuẩn trong 15 loại rau củ sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất kim chi. Dịch chiết tỏi tây cho thấy hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ đối với chủng Ped. cerevisiae và Lac. plantarum-vi sinh vật được biết gây ra sự acid hóa kim chi suốt quá trình lên men.
Nhựa lá cây thông cho thấy cũng ức chế sự lên men, do lá thông đã kéo dài thời gian cần thiết cho lên men lên gấp đôi để đạt được pH 4,3. Tổng số vi khuẩn có thể tồn
tại và số tế bào Lactobacillus giảm khi dịch chiết lá thông được bổ sung vào kim chi, chưa kể đến nhiệt độ lên men.
Việc thêm trà xanh vào kim chi cũng kéo dài thời gian bảo quản kim chi do làm giảm tính acid, gồm acid lactic và acid acetic. Các nhà khoa học đã có những nghiên cứu hiệu quả bảo quản và chống sự biến đổi của lá trà xanh khi thêm vào kim chi baechu. Thời gian lên men kim chi có thêm lá trà xanh (green tea added kimchi, viết tắt là GK) lâu hơn so với mẫu kim chi đối chứng ( control kimchi, viết tắt là CK). Mặc dù pH và tính acid ban đầu của hai mẫu kim chi trên là tương tự nhau, nhưng thời gian để đạt đến độ chín tối thích (pH 4,3) thì có sự khác biệt. CK mất 6 ngày, trong khi GK2 (mẫu kim chi thêm 2% lá trà xanh) và GK4 (mẫu kim chi thêm 4% lá trà xanh) tương ứng mất 10 ngày và 14 ngày để lên men hoàn toàn kim chi ở 10oC. Theo đó, sự phát triển của chủng Leuconostoc và Lactobacillus cũng bị trì hoãn. Như đã chỉ ra ở hình 4, sự phát triển của Leuconostoc bị làm chậm đáng kể, nhưng nồng độ của chúng vẫn cao
so với mẫu đối chứng. Trong khi đó số lượng Lactobacillus thì giảm khi thêm lá trà xanh; điều này cho thấy chủng Leuconostoc vượt trôi hơn so với Lactobacillus và tạo nên vị tốt hơn cho kim chi.
Việc thêm 2% nhân sâm vào kim chi cũng nâng cao cả về chất lượng và thời gian sử dụng của kim chi. Kim chi được bổ sung thêm nhân sâm cho thấy tính chất hệ sợi mô tốt hơn, tăng giá trị cảm quan và ngăn cản sự trở mùi của kim chi.
Ảnh hưởng của việc xử lý nhiệt ở nhiệt độ thấp và ảnh hưởng của tinh dầu mù tạc lên giá trị pH và tính acid của kim chi cũng đã được nghiên cứu. Tinh dầu mù tạc đã cho thấy hoạt tính kháng khuẩn đối với Lac. plantarum, Lac. brevis, Leu. mesenteroides, và Ped. cerevisiae. Nếu thêm 200 ppm tinh dầu mù tạc, 0,1% bột mù tạc và 0,01% H2O2 sẽ làm giảm quá trình lên men. Xử lý nhiệt với nhiệt độ thấp (50oC) đối với cải thảo đã ướp muối và thêm 200 ppm tinh dầu mù tạc và 0,01% H2O2 vào thành phần gia vị đã kéo dài thời gian để đạt được độ chín tối ưu cho kim chi, gấp 2,5 lần so với mẫu đối chứng. Nếu kết hợp tiền xử lý nhiệt ở nhiệt độ thấp (50oC trong 35 phút) cùng với việc bổ sung tinh dầu mù tạc và H2O2 vào thành phần tạo gia vị, sau đó hậu xử lý nhiệt cũng ở nhiệt độ thấp (65oC trong 20 phút) sẽ làm chậm tốc độ lên men đến 5 lần, so với mẫu đối chứng.
Chitosan và oligochitosan cũng làm giảm quá trình lên men. Kết quả nghiên cứu cho thấy pH không giảm nhưng tính acid tổng số thì bị giảm đối với kim chi có bổ sung Chitosan. Tổng số các tế bào tồn tại của chủng Leuconostoc và chủng Plantarum
trong kim chi có thêm chitosan thấp hơn so với mẫu đối chứng. Vị chua và chớm hỏng của kim chi cũng sẽ được làm giảm nếu bổ sung chitosan. Khi thêm 1% chitosan oligosaccharide vào kim chi, sự sinh trưởng và phát triển của vi khuản lactic sẽ bị ức chế cao, trong khi đó pH không giảm. Sự tăng acid tổng số cũng bị làm chậm đáng kể (hơn 2 lần) nếu lên men ở 15oC. Quan trọng hơn, hương vị của sản phẩm cuối cùng qua kiểm tra cảm quan cũng cho thấy tăng cao.
Tiêu Trung Quốc cũng cho thấy tính kháng khuẩn giúp kéo dài thời gian sử dụng kim chi. Các nhà khoa học cũng đã chỉ ra tính ức chế của nisin (1 loại bacteriocin được sản xuất từ vi khuẩn Strep. lactis) trong lên men kim chi ở 15oC. Thêm nisin với nồng độ 100 IU/g cũng làm chậm lên men do thay đổi pH, tính acid tổng và số lượng vi khuẩn lactic.
Dịch chiết từ lá cây tre cũng cho thấy tính kháng khuẩn cao đối với
Brettanomyces custersii, Klebsiella oxytoca, và Pichia membranaefaciens, đây là những chủng vi sinh vật đóng vai trò làm mềm hệ sợi mô kim chi. Hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết lá tre cũng sẽ tăng lên 0,5% nếu ở pH 5 so với ở pH 7. Việc thêm lá tre vào kim chi dongchimi củ cải là truyền thống cổ xua nhằm kéo dài thời gian sử dụng kim chi đồng thời làm tăng thêm hương vị đặc trưng cho kim chi.