Hạt Kefir sau khi vớt ra từ sữa, rửa thật sạch bằng nước vơ trùng, sau đó thả vào mơi trường nước đường đã được chuẩn bị sẵn. Ban đầu lấy khoảng 100ml nước đun sôi để nguội, pha khoảng 10% tương ứng với 10g đường ( loại đường nào cũng được glucose, fructose, saccharose,…) tuy nhiên ở đây chọn loại đường saccharose (đường trắng hoặc vàng tinh luyện của nhà máy đường Biên Hịa) để ni hạt Kefir. Sau 2–3 lần nuôi trong mơi trường nước đường, hạt Kefir đã có vẻ thích nghi, ta tăng khối lượng đường lên (20g, 30g, 40g va 50g). Sau vài lần nuôi Kefir trong môi trường nước đường, hạt có khả năng phát triển và sinh sản mới cho kefir vao mơi trường thí nghiệm.
Hạt Kefir
Rửa sạch
Mơi trường nước đường (saccharose, glucose, fructose) Rửa sạch Rửa sạch Rửa sạch Men giống Kefir
3.3. Cơ sở khoa học của q trình lên men Kefir trong mơi trường nước đường
Nhiều vi khuẩn và nấm men có trong hạt Kefir khi sống trong môi trường dinh dưỡng (như nước đường) sẽ sản sinh ra enzyme invertase thủy phân đường saccharose giải phóng giải phóng glucose và fructose. Đây là nguồn chất dinh dưỡng cơ bản cho các loài vi sinh vật khác có trong hạt Kefir. Cũng có những lồi sử dụng nguồn năng lượng chính từ nguồn đường saccharose làm nguồn năng lượng và trao đổi cấu trúc.
3.3.1. Lên men lactic.
Tác nhân gây lên men hay là tác nhân cung cấp hệ enzyme là các vi khuẩn họ Lactobacteriaccae (vi khuẩn này là vi khuẩn yếm khí hoặc vi khuẩn hiếu khí). Phụ thuộc vào hệ enzyme của từng nịi vi khuẩn mà trong mơi trường lên men hoặc chỉ có acid lactic (lên men đồng hình) hoặc ngồi acid lactic cịn có sản phẩm khác và CO2 (lên men dị hình). Tuy hệ vi khuẩn trong hạt Kefir rất phong phú nên trong sản phẩm lên men thường có chứa rất nhiều chất khác ngồi acid lactic. Có hai cơ chế tạo acid lactic:
Acid lactic được tạo thành theo sơ đồ Embden-meyerhoff. Hydro đã được tách ra khi dehydro hóa triosephosphat, được chuyển đến pyruvat. Acid lactic tạo thành chiếm hơn 90% tổng sản phẩm lên men. Chỉ một phần nhỏ pyruvat bị khử cacbonxyl để chuyển thành acid acetic, ethanol, CO2 và acetoin. Lượng phẩm vật phụ tạo phụ thuộc vào sự có mặt của O2.
Cơ chế thứ hai, xảy ra khi các vi khuẩn lactic khơng có enzyme cơ bản của sơ đồ Embden-meyerhoff là aldose và triosephosphatizomerase. Nói khác ra, acid lactic tạo thành ở đây theo chu trình pentosephosphat: nghĩa là qua glucose, 6- phosphogluconat và ribulose-5-phosphat. Xilulose-5-phosphat dưới tác dụng của enzyme pentosephosphocetolase (trong phản ứng phụ thuộc tiaminpirophosphat), bị phân ly để tạo thành aldehyd phosphoglycerinic va acetylphosphat. Acetylphosphat hoặc bị phân ly dưới tác dụng của acetatkinase (có phosphoryl hóa ADP) sẽ tạo thành acetate (L.brevis), hoặc bị khử để tạo thành acetaldehyde rồi thành rượu ethanol (L.mesenteroides). Cịn aldehyd phosphoglycerinc thì bị ơxy hóa thành lactat theo con đường thông thường của sơ đồ Embden-meyerhoff.
3.3.2. Lên men ethanol.
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. Diễn biến của quá trình lên men như sau:
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.
Phương trình phản ứng tổng quát của quá trình lên men:
C6H12O6 + 2ADP + 2H3PO4 = 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + 2H2O
Trong điều kiện sản xuất, sự lên men rượu sẽ tiến hành một cách thuận lợi khi nhiệt độ từ 29÷320C. Người ta thấy, nấm men có thể làm lên men được mặc dù chậm chạp những dung dịch đường có nồng độ 25÷30%. Tuy nhiên mơi trường thuận lợi cho lên men là 10÷18% đường. 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.
3.4. Giới thiệu sản phẩm nước quả lên men truyền thống.3.4.1. Khái quát 3.4.1. Khái quát
Nước giải khát lên men đó là sản phẩm của quá trình lên men rượu chưa kết thúc. Tùy theo nguồn nguyên liệu dùng để pha chế dịch lên men, người ta chia nước giải khát lên men thành nhiều nhóm khác nhau. Ở nước ta chưa sản xuất nước giải khát này nhưng có thể chia làm hai nhóm chính: nước giải khát lên men từ nguyên liệu chứa tinh bột và nước giải khát lên men từ nước quả. Dựa vào nguồn nguyên liệu mà ta có các sản phẩm như: nước giải khát lên men dứa, cam, chanh…Và tùy yêu cầu mà ta có hoặc khơng bổ sung CO2 vào trong nước giải khát. Thơng thường thì người ta có bổ sung CO2 vào để tạo nước giải khát có ga.
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 thốt ra do phản ứng lên men sẽ hịa 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 phẩm này giải nhiệt tốt hơn vì khi uống nước giải khát có ga thì CO2 sẽ bay hơi và thu nhiệt do đó gây cho ta cảm giac mát và khoan khoái.
Sản xuất nước giải khát lên men từ nước quả có ưu điểm là đơn giản, và địi hỏi ít trang bị, có thể tổ chức ở quy mơ xí nghiệp, hợp tác xã và gia đình. Nhưng nhược điểm là giá thành cao và nếu điều kiện kỹ thuật không đảm bảo thì nước quả lên men dễ bị hỏng.
Đặc điểm:
-Nồng độ chất hịa tan trong sản phẩm: 5÷8% khối lượng -Độ chua: 2÷4 độ
-Nồng độ rượu: 0,5÷1,5% thể tích
-Thời gian tàng trữ để ổn định chất lượng: 5÷6 giờ -Thời gian bảo quan: 2 ngày
Đặc điểm của nước giải khát lên men là trong thành phần các quá trình sinh học cịn tiếp diễn, do đó khơng thể bảo quản lâu quá 2 ngày dù ở nhiệt độ thấp. Khi đã rót ra cốc mà để lâu thì chất lượng nước giải khát cũng bị giảm rõ rệt sau 2÷3 giờ. Vì vậy, nước giải khát lên men nói chung thường chỉ sản xuất đủ tiêu dùng trong ngày và lên uống khi còn tươi. 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.
3.4.2. Quy trình sản xuất chunga. Quy trình a. Quy trình
Hình 3.5: Quy trình sản xuất nước quả lên men