b. Phục hồi hoạt động của hạt kefir được đông khô
2.2. Cơ sở khoa học của quá trình lên men 1 Lên men lactic
Trong cơng nghệ vi sinh vật, nhìn chung vi khuẩn lactic đồng hình ln chiếm ưu thế. Tuy nhiên, trong cơng nghệ sản xuất các thực phẩm lên men truyền thống như phomai, Kefir, vi khuẩn lactic dị hình đơi khi vẫn được sử dụng nhằm mục đích đa dạng hố chỉ tiêu về mùi vị và cấu trúc cho sản phẩm.
Quá trình lên men diễn ra trong tế bào chất của vi khuẩn. Đầu tiên đường lactose trong sữa được vi khuẩn lactic đưa vào tế bào nhờ cơ chế vận chuyển đặc trưng của màng tế bào chất (Cytoplasmic membrane). Tiếp theo, lactose sẽ được phân thành 2 monosacharide rồi đi vào các chu trình chuyển hố khác nhau. Đối với nhóm vi khuẩn lactic đồng hình như giống Lactococcus, các loài Streptococcus
helveticus, Lactobacilus bulgaricus, Lactobacilus lactic, Lactobacilus thermophylus lactic.... chu trình đường phân là con đường chính chuyển hố glucose thành acid
lactic.
Phương trình tổng quát của lên men đồng hình:
C6H12O6+ 2ADP + 2Pi 2CH3-CH-COOH + 2ATP OH
Lên men lactic là một quá trình trao đổi năng lượng. Các phân tử ATP được hình thành trong q trình chuyển hóa cơ chất (lactose) sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào để phục vụ cho quá trình trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật. Ngược lại, các sản phẩm như acid lactic, ethanol, CO2 được vi khuẩn thải vào môi trường lên men. Kết quả là hàm lượng acid lactic tích luỹ trong mơi trường lên men ngày càng tăng, làm giảm pH mơi trường và kéo theo những biến đổi hóa lý khác.
Trong q trình lên men lactic ngồi sản phẩm acid lactic (lên men đồng hình), acid acetic, ethanol, CO2 (lên men dị hình) trong dịch lên men cịn xuất hiện cả trăm hợp chất hóa học mới khác. Chúng là sản phẩm trung gian hoặc sản phẩm phụ của quá trình lên men. Hàm lượng của chúng trong dịch lên men thường rất thấp (vài ppm hoặc ít hơn). Một số hợp chất trong nhóm trên rất dễ bay hơi. Chúng đóng vai trị quan trọng trong việc góp phần hình thành nên mùi vị đặc trưng cho những sản phẩm lên men lactic. Đáng chú ý nhất là diacetyl và acetaldehyde, đây là những hợp chất quan trọng quyết định đến mùi vị đặc trưng cho sản phẩm lên men từ sữa.
Glucose Galactose
Sản phẩm trung gian Acetaldehyde C2H5OH CH3CHO +CO2,CH3CHO Axit Pyruvic CH3COCOOH Acetoin +1/2O2 CH3COCHOHCH3 + 2H +2H2O +1/2O2 - 2H +2H2
Axit lactic axit lactic CO2 + CH3COOH CH3COOH Diaxetyl
CH3COCOCH3 Lên men Lên men dị thể
đồng thể
Hình 2.12: Sơ đồ tóm lược chuyển hố các chất trong q trình lên men sữa
Tỷ lệ hàm lượng diacetyl và acetaldehyde ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của yaourt và bơ. Tỷ lệ này phụ thuộc vào thành phần các vi sinh vật sử dụng trong tổ hợp giống và các thông số kĩ thuật của quá trình lên men như nhiệt độ, pH đầu, lượng giống cấy...