L ỜI MỞ ĐẦU
1. Giới thiệu chung về cây đậu nành
1.7.3.1. Lên men lactic đồng hình
Vi khuẩn lên men đồng hình là những vi khuẩn lactic mà trong quá trình lên men chỉ tạo ra sản phẩm chính là acid lactic. Trong trường hợp này acid pyruvic
được tạo ra theo con đường Emble – Mayerhorf - Parnas (EMP) sau đó acid pyruvic
sẽ tạo thành acid lactic dưới tác dụng của lactatdehydrogenase. Lượng acid lactic
tạo thành chiếm hơn 90%. Chỉ một lượng nhỏ pyruvat bị khử carbon để tạo thành acid axetic, ethanol, CO2, axeton. Lượng sản phẩm phụ tạo thành phụ thuộc vào sự
có mặt của oxy.
Một số chủng lactic lên men đồng hình:
Streptococcus lactic: cầu khuẩn hoặc trực khuẩn rất ngắn, khi còn non thì kết song đôi hoặc chuỗi ngắn. Giống này ưa ẩm phát triển tốt nhất ở 30 ÷ 350C, làm
đông tụ sữa sau 10 ÷ 12 h, trong môi trường nó tích tụ được 0,8 ÷ 1% acid, nhiệt độ
tối thích cho sự phát triển là 100C, nhiệt độ tối đa là 40 ÷ 450C. Một số chủng tạo
thành bacteriocin ở dạng nisin.
Streptococcus lactic: liên cầu khuẩn được sử dụng rộng rãi trong chế biến các
Streptococcus cremoris: tế bào hình cầu, kết thành chuỗi dài, ưa ẩm và tạo thành acid trong môi trường, nhiệt độ tối thích là 250C, nhiệt độ tối thiểu là 100C, nhiệt độ tối đa là 36 ÷ 380C. Khi sử dụng được dùng kết hợp với Streptococcus lactic.
Streptococcus thermophilus: tế bào hình cầu kết thành chuỗi dài, phát triển tốt
nhất ở nhiệt độ 40 ÷ 450C, tích tụ khoảng 1% acid, dùng kết hợp với trực khuẩn lactic để sản xuất sữa chua nói chung và các loại đặc biệt như sữa chua nấu chín,
phomat.
Bungaricus: trực khuẩn tròn (đôi khi ở dạng hạt), thường kết thành chuỗi dài,
không lên men saccarit, đây là loại ưa nhiệt, nhiệt độ tối thích là 40 ÷ 450C, nhiệt độ
tối thiểu là 15 ÷ 200C, khả năng sinh acid mạnh, tích tụ 2,5% acid lactic trong sữa.
Lactobacillus casein: trực khuẩn nhỏ thường gặp ở dạng chuỗi dài hoặc ngắn,
tích tụ tới 1,5% acid, nhiệt độ tối thích khoảng 30 ÷ 350C, nhờ có hoạt tính protease nên thủy phân được casein trong sữa thành acid amin.
Lactobacillus acidophilus: trực khuẩn dài chịu nhiệt, nhiệt độ tối thích khoảng
30 ÷ 400C, nhiệt độ tối thiếu là 200C, trong sữa nó tích tụ tới 2,2% acid, trực
khuẩn này được phân lập từ ruột của trẻ em và em bé mới sinh ra được dùng để sản
xuất sữa aucidophilus, có khả năng sinh bacteriocin có hoạt tính ức chế vi sinh vật
gây bệnh đường ruột, một số chủng có khả năng sinh màng nhầy.
Lactobacillus dlbrueckii: trực khuẩn lactic chịu nhiệt, thấy nhiều ở các hạt ngũ
cốc và bột. Đây là giống vi khuẩn lactic duy nhất có thể đồng hóa được tinh bột, nhưng không lên men và đồng hóa được lactoza. Nhiệt độ tối thích khoảng 40 ÷
450C, nhiệt độ tối thiểu là 200C, tích tụ được 2,5% acid, được ứng dụng để sản xuất
acid lactic từ tinh bột và sản xuất bánh mì.
Lactobacillus plantarum: trực khuẩn nhỏ thường kết đôi hoặc chuỗi nhiệt độ
tối thích là 300C, tích tụ được khoảng 1,3% acid giống này thấy chủ yếu trong muối chua rau, dưa và ủ xyclo thức ăn xanh dùng trong chăn nuôi.
Lactobacillus sprogen: là tế bào dài và mảnh khoảng 0,3 ÷ 0,9 µm, nhiệt độ
lần so với tế bào sinh dưỡng). Trực khuẩn này đầu tiên được phân lập vào năm 1993
bởi L.M.horowitz – Wlassowa, chúng không bắt buộc ưa khí, ưa ít oxy.
1.7.3.2. Lên men lactic dị hình
Xảy ra trong trường hợp vi khuẩn lactic không có enzyme cơ bản trong sơ đồ
Emblen – Mayerhorf – Parnas (aldolaza và triozophotphattizomeraza), vì vậy
xilulose 5-phosphate sẽ được tạo thành theo con đường pento – phosphate (pp).
Trong trường hợp này chỉ có 50% đường được chuyển hóa thành acid lactic, ngoài ra còn các sản phẩm phụ khác như: acid axetic, ethanol, CO2. Lượng sản
phẩm phụ hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh vật, vào môi trường sinh dưỡng và
điều kiện ngoại cảnh, nói chung acid lactic thường chiếm 40% lượng đường đã
được phân hủy, acid sucxinic 20%, rượu etylic chiếm 10%, acid axettic 10% và các sản phẩm khí chiếm khoảng 20%.
Sự đa dạng các sản phẩm được hình thành khi lên men lactic dị hình chứng tỏ trong cơ thể vi khuẩn lactic thuộc nhóm này tồn tại nhiều hệ thống enzyme nên quá trình thủy phân và chuyển hóa glucose phức tạp hơn vi khuẩn lactic đồng hình.
Một số chủng vi khuẩn lactic lên men dị hình:
Lactobacillus brevis: tìm thấy chủ yếu trong muối chua bắp cải, rau cải, dưa
chuột vì vậy nó còn được gọi là trực khuẩn bắp cải. Trong quá trình lên men ngoài sinh ra acid nó còn tạo thành acid axetic, rượu etylic, CO2 tạo cho sản phẩm có mùi
hương dễ chịu.
Lactobacillus lycopesia: trực khuẩn sinh hơi đứng riêng rẽ hoặc kết thành chuỗi gây hư hỏng cà chua quả hay cà chua đóng hộp, nước cà chua chưa thanh
trùng triệt để. Ngày này giống này được xem như biến chủng của Lactobacillus brevis.
Các liên cầu khuẩn tạo hương: Lactobacillus diacetilacte, Streptococcus citovonus... ngoài acid, CO2, chúng còn tạo thành các chất thơm như este, diacetyl...
1.7.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi khuẩn lactic
Nguồn carbon: nguồn carbon tốt nhất là các loại đường nhưng ở một mức độ nhỏ, các đường chứa nhóm rượu, còn polysacarit thì thực chất không thể
lên men. Tốc độ lên men các loại monosaccarit, disaccarit và oligosaccarit của các loại khác nhau là khác nhau đến mức có thể dùng tiêu chuẩn này để
biệt giữa các loài. Nếu khi nhân giống người ta dùng một lượng đường thông thường hiếm khi được dùng làm nguồn carbon thì vi khuẩn có thể thích nghi được đối với loại đường đó và về sau chúng có thể phát triển có hiệu quả trên
môi trường chứa loại đường này, mà vẫn không làm ảnh hưởng tới khả năng
lên men của các loại đường thông thường. Khả năng sinh tổng hợp của vi
khuẩn lactic thuộc loại yếu do vậy hàm lượng vitamin của môi trường giữ
một vai trò quan trọng trong sự tổng hợp các acid amin. Chẳng hạn nhiều vi
khuẩn lactic cần bổ sung acid aspactic khi sinh trưởng trong một môi trường
thiếu biotin. Song trong môi trường giàu biotin các vi khuẩn này không đòi hỏi acid aspactic nữa. Mỗi tương quan tương tự cũng gặp giữa acid folic và serin.
Vitamin B6 - Một vitamin quan trọng trong sự sinh tổng hợp các acid amin
của vi khuẩn lactic cũng có thể thay thế bởi một số acid amin. Tuy nhiên phụ
thuộc vào từng loại vi khuẩn lactic, nhiều acid amin vẫn được coi là acid amin không thể thay thế, tức là buộc phải có mặt trong môi trường. Các peptid và các amid cũng có thể được dùng làm nguồn N2 và trong nhiều trường hợp các hợp chất này vẫn mang đặc tính của những nhân tố sinh trưởng. Tốc độ sinh trưởng khi có mặt chúng có thể gấp nhiều lần so với khi
có mặt acid amin tự do. Sự phụ thuộc của tốc độ sinh trưởng vào nồng độ các
vitamin có thể được sử dụng cho phép định lượng các vitamin này nhờ vi
khuẩn, những phép thử này thường rất nhạy, chẳng hạn có thể phát hiện hàm
lượng B12 nhỏ tới picogam/ml.
Các acid béo: cũng ảnh hưởng lên sinh trưởng của các vi khuẩn lactic nhờ
muối amon không thể được dùng làm nguồn nitơ duy nhất. Song chúng gây
một số ảnh hưởng nhất định lên sự chuyển hóa một số acid amin. Sự có mặt
của một số muối khoáng có lẽ không phải là bắt buộc và hàm lượng có sẵn
của chúng trong các môi trường phù hợp đã đầy đủ.
Nhiệt độ: là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới sinh trưởng của vi khuẩn. Tùy thuộc vào nhiệt độ tối ưu cho lên men và cho sinh trưởng mà vi khuẩn được chia làm 2 nhóm là nhóm ưa nhiệt và nhóm trung sinh.
Như đã nói ở trên axit lactic mới tạo thành phải được trung hòa liên tục, để lên men nhanh và trọn vẹn, phạm vi pH tối ưu phải nằm giữa pH = 5,5 và 6,0. Lên men bị ức chế mạnh ở pH = 5 và sẽ dừng lại ở pH < 4,5.
1.7.5. Tổng quan về bacteriocin của vi khuẩn lactic [14]
Bacteriocin bản chất là một peptid kháng khuẩn sinh ra bởi vi khuẩn để kháng
lại các vi khuẩn khác. Như vậy loại vi khuẩn có khả năng sinh ra bateriocin nào thì có khả năng kháng lại bacteriocin đó. Ngoài ra không gây ra các phản ứng dị ứng trong con người và các vấn đề về sức khỏe, bị thủy phân nhanh bởi proteasevà lipase.
Bacteriocin do vi khuẩn lactic sinh ra là các phân tử protein mang điện tích dương, kích thước nhỏ gồm 30 ÷ 60 acid amin, có điểm đẳng điện cao, có khả năng ức chế các vi khuẩn có quan hệ chủng loại gần với vi khuẩn sinh ra bacteriocin đó.
Bacteriocin có mặt trong tất cả các nhóm của vi khuẩn lactic như:
Lactobacillus, Lactococcus, Enterococus, Sterptococcus, Leuconostoc và
Pediococcus. Trong đó 2 nhóm chính là Lactobacillus, Lactococcus đóng vai trò quan trọng.
Kiểu hoạt động của bacteriocin từ vi khuẩn lactic: bacteriocin của vi khuẩn
lactic có thể phân loại dựa trên cấu trúc cơ bản nhưng nó còn dựa trên kiểu hoạt động của chúng. Một vài bacteriocin như nisin, nó có 2 kiểu hoạt động, chúng có
đến thành tế bào. Vì thế ngăn cản sự tổng hợp thành tế bào, dẫn đến tế bào chết.
Ngoài ra chúng có thể sử dụng lipid II để bắt đầu quá trình gắn vào màng và hình thành kênh dẫn đến tế bào chết nhanh chóng.
Một số bacteriocin có duy nhất một hoạt động là gắn lipid II nhưng không
hình thành kênh.
Một số bacteriocin khác có thể tác động trực tiếp vào thành tế bào của vi
khuẩn gram dương dẫn đến làm tan tế bào gốc, tế bào chết.
Nisin có thể ức chế một vài loại vi khuẩn như: Clostridium botulinum, Bacillus cereus, Bacillus alcalophilus và Listeria monocytogenes.
1.7.6. Ứng dụng của bacteriocin
Bacteriocin được ứng dụng trong thực phẩm lên men từ vi khuẩn từ những thế
kỷ qua để giữ gìn giá trị dinh dưỡng của thức ăn và thức uống trong một thời gian
bảo quản lâu (Deegan v.v..., 2006). Mặc dù có một vài phương pháp bảo quản khác
bacteriocins, nó có thời gian bảo quản lâu hơn và khả năng diệt khuẩn cao hơn, nhưng ngày nay con người ý thức nhiều về sức khoẻ nên họ tránh dùng những thức ăn bảo quản bằng hoá chất.
Bacteriocin của vi khuẩn không gây ảnh hưởng đến hiệu suất lên men và những vi khuẩn sinh ra nó và cả đến cả người sử dụng thực phẩm, bên cạnh đó nó
có ý nghĩa rất lớn về kinh tế.
Những ứng dụng phổ biến của bacteriocin:
Ứng dụng của bacteriocin trong bảo quản những sản phẩm từ sữa;
Bảo quản sinh học của sản phẩm thịt;
Bảo quản sinh học của sản phẩm cá;
Quá trình lên men rau quả;
Thức uống chứa alcohol;
Phương pháp cảm quan là phương pháp dựa trên việc sử dụng các thông tin
thu được nhờ phân tích các cảm giác của các cơ quan giác quan: thị giác, xúc giác,
thính giác, khứu giác, vị giác.
Các cơ quan thụ cảm đóng vai trò thu nhận cảm giác về thực phẩm
Thị giác thu nhận cảm giác về màu sắc và hình dạng của thực phẩm
Khứu giác thu nhận cảm giác về vị của thực phẩm
Thính giác thu nhận cảm giác về âm thanh của thực phẩm.
Xúc giác thu nhận cảm giác về trạng thái của thực phẩm.
Sau đó bằng kinh nghiệm các kiểm nghiệm viên sẽ phân tích các cảm giác đó để đưa ra các kết luận về chất lượng của thực phẩm.
Đối với đậu phụ để đánh giá chất lượng cảm quan trong quá trình bảo quản ta
tiến hành đánh giá thông qua 4 chỉ tiêu sau: màu sắc, mùi, vị, trạng thái.
Đánh giá chất lượng cảm quan thường có 2 phương pháp chính. Phương pháp
truyền thống là cho điểm cảm quan và phương pháp hiện đại là tối ưu hóa thí
nghiệm. Việc đánh giá sản phẩm theo phương pháp cảm quan tuân thủ theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215- 79). Tiêu chuẩn Việt Nam sử dụng thang điểm 20
gồm 6 bậc từ 0 ÷ 5, điểm cao nhất cho một chỉ tiêu là 5 và điểm thấp nhất cho 1 chỉ
tiêu là 0.
Khi đánh giá mỗi kiểm nghiệm viên căn cứ vào kết quả ghi nhận đối chiếu với
bảng mô tả và các chỉ tiêu và dùng số nguyên để cho điểm từ 0 ÷ 5. Nếu có nhiều
kiểm nghiệm viên cùng đánh giá (N là số lẻ) thì điểm trung bình chung là kết quả
trung bình cộng của n kiểm nghiệm viên, lấy chính xác 2 chữ số thập phân sau dấu
phẩy. Tích của trung bình cộng của một chỉ tiêu với hệ số quan trọng của chỉ tiên đó là điểm trung bình có trọng lượng của chỉ tiêu đó.
Điểm chung là tổng số điểm có trọng lượng của tất cả các chỉ tiêu cảm quan.
Sáu bậc đánh giá tương đương với nội dung mô tả bảng 3.14. Tiêu chuẩn Việt Nam
3215 – 79 quy định các cấp chất lượng đối với sản phẩm có điểm chung và các
Bảng 3.18. Cơ sở đánh giá chung chất lượng cảm quan thực phẩm Bậc đánh giá Điểm chưa có hệ số quan trọng Cơ sở đánh giá
0 5 Trong chỉ tiêu đang xét thì sản phẩm có tiêu chuẩn
tốt đặc trưng và rõ rệt cho chỉ tiêu đó, sản phẩm
không có sai lỗi hay khuyết tật nào
1 4 Sản phẩm có sai lỗi nhỏ hoặc khuyết tật nhỏ nhưng
không làm hỏng giá trị cảm quan của sản phẩm
2 3 Sản phẩm có sai lỗi nhỏ hoặc khuyết tật nhỏ hoặc cả
2 làm giảm giá trị cảm quan nhưng sản phẩm vẫn đạt
tiêu chuẩn
3 2 Sản phẩm có sai lỗi, khuyết tật hoặc cả 2 số lượng và mức độ sản phẩm không đạt chất lượng quy định
trong tiêu chuẩn nhưng sản phẩm vẫn có khả năng bán được
4 1 Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi ở mức độ trầm
trọng, không đạt mục đích sử dụng của sản phẩm đó, không bán được, bị coi là hỏng nhưng sau khi tái chế
có khả năng sử dụng được
5 0 Sản phẩm có khuyết tật hoặc mức độ sai lỗi trầm
trọng, sản phẩm được coi là hỏng không còn sử dụng được nữa
Cấp chất lượng Điểm chung Yêu cầu về điểm trung bình chưa có
trọng lượng
Loại tốt 18,6 ÷ 20 Các chỉ tiêu quan trọng nhất từ 4,7
trở lên
Loại khá 15,2 ÷ 18,5 Các chỉ tiêu quan trọng nhất từ 3,8
trở lên
Loại trung bình 11,2 ÷ 15,1 Mỗi chỉ tiêu từ 2,8 trở lên
Loại kém 7,2 ÷ 11,1 Mỗi chỉ tiêu từ 1,8 trở lên
Loại rất kém 4,0 ÷ 7,1 Mỗi chỉ tiêu từ 1,0 trở lên
Loại hư hỏng 0 ÷ 3,9 _
Để đạt yêu cầu chất lượng (loại trung bình) số điểm trung bình chưa có trọng lượng
của mỗi chỉ tiêu cảm quan là 2,8 và điểm trung bình chung ít nhất là 11,2 đối với
mỗi sản phẩm. Nếu một chỉ tiêu nào đó có điểm 0 thì nên tiến hành đánh giá lại chỉ tiêu đó. Khi hội đồng đã quyết định cho một chỉ tiêu nào đó đạt không thì sản phẩm đó bị đánh giá với số điểm bằng 0.
Đối với sản phẩm đồng nhất nhận xét của một thành viên hội đồng bị bác bỏ khi
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.1.1. Đậu nành
Chọn loại đậu có chất tốt lượng (hạt đậu tròn mẩy, chất lượng đồng đều, có màu vàng sáng, hạt kém chất lượng như sâu mọt, hư hỏng ít, tỷ lệ hạt lép, hạt nứt vỡ
thấp).
2.1.2. Các chủng vi khuẩn lactic
Sử dụng chủng vi khuẩn lactic Lactobacillus bulgaricusdo phòng thí nghiệm
vi sinh – khoa chế biến, trường Đại Học Nha Trang cung cấp và đã được kiểm tra khả năng sinh ra bacteriocin kháng khuẩn.
2.1.3. Nước dùng trong thí nghiệm