L ỜI CẢM ƠN
3. Tổng quan về vi sinh vật trong lên men cacao
3.3. Vi khuẩn lactic
Nấm men tiếp tục hoạt động sinh ethanol và làm phân hủy cơm nhầy của
khối hạt, tạo điều kiện cho không khí đi vào bên trong khối hạt lớn hơn. Nhiệt độ và pH của khối hạt lên men tăng lên đến 40 °C và pH tăng lên khoảng 4,0. Đây là những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn lactic. Vi khuẩn lactic có
đến tối đa là 7-9 log CFU/g ca cao lên men. Điều này xảy ra đồng thời với sự suy
giảm một cách nhanh chóng số lượng nấm men [16].
Theo Carr và cộng sự (1979), vi khuẩn lactic chiếm số lượng chủ yếu trong suốt quá trình lên men. Trong các nghiên cứu về hệ vi sinh vật lên men ca cao ở
Indonesia và Brazil cho thấy vi khuẩn lactic là các vi sinh vật chiếm ưu thế sau khi
lên men từ 36-48 h (Schwan và cộng sự, 1995; Ardhana & Fleet, 2003) [10].
Theo nghiên cứu của Ostovar và Keeney (1973) ở Trinidad, Carr và cộng sự
(1979), Carr và Davies (1980) ở Malaysia và Ghana, Passos và cộng sự (1984) ở
Brazil cho thấy trong giai đoạn đầu của quá trình lên men (36-48 h) số lượng tế bào vi khuẩn lactic đạt 106-108 CFU/g, sau đó giảm dần [18].
Lúc bắt đầu lên men, Lb. pseudomesenteroides và Lb. plantarum chiếm ưu
thế trong nhóm vi khuẩn lactic nhưng sau 12-24 h Lb. fermentum chiếm ưu thế hơn
[10].
Ostovar và Keeney, 1973; Carr và cộng sự, 1979 đã phân lập được một số
loài như A. aceti, A. pasteurianus và Gluconobacter oxydans. Chúng có khả năng
phát triển cùng lúc với quá trình lên men hoặc ngay sau khi nấm men phát triển, số
lượng của chúng khoảng 106-109 CFU/g tuỳ theo mức độ đảo trộn hạt và thông khí [15].
Đối với lên men ở Brazil, trong suốt 48 giờ đầu của quá trình lên men, số
lượng vi khuẩn lactic phổ biến hơn số lượng nấm men, chúng hình thành một lượng lớn acid lactic. Acid lactic không dễ bay hơi nên được giữ lại trong chocolate thành phẩm [19].
Trong quá trình lên men hạt ca cao ở Brazil xuất hiện cả 2 loại vi khuẩn lactic là vi khuẩn lactic đồng hình và dị hình. Vi khuẩn lactic lên men đồng hình bao gồm Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus acidophilus, Pediococcus cerevisae, Pediococcus acidilactici và
Streptococcus (Lactococcus) lactic. Loài lên men dị hình là Leuconostoc mesenteroides và Lactobacillus brevis [19].
Lactobacillus cellobiosus là loài chiếm ưu thế nổi trội nhất ở tất cả các vùng nghiên cứu. Một loạt các loài vi khuẩn khác phát triển trong suốt quá trình lên men,
nhưng số lượng của chúng không vượt quá 105-106 CFU/g. Nổi bật trong số này là:
capitis, S. hominii, M. kristinae và Pseudomonas cepacea; S. aureus, M. kristinae
và P. cepacea, với L. plantarum chiếm ưu thế nhất [19].
Cùng với các nghiên cứu trước đây đã được công bố (Carr và cộng sự, 1979;
Carr và Davies, 1980; Passos và cộng sự, 1984; Schwan và cộng sự, 1995;
Thompson và cộng sự, 2001; Ardhana và Fleet, 2003) các kết quả thu được trong
nghiên cứu của Nielsen và cộng sự nghiên cứu hệ vi sinh vật của lên men ở Ghana đã chỉ ra rằng Lb. fermentum và Lb. plantarum có mặt trong lên men ca cao trên toàn thế giới [9].
Vi khuẩn lactic lên men một loạt các loại đường (chủ yếu là glucose và fructose) và chuyển hóa một số acid hữu cơ (như acid citric, acid malic) tạo thành sản phẩm chính, sản phẩm cuối cùng là acid lactic. Quá trình chuyển đổi này phụ
thuộc vào chủng loại vi khuẩn lactic. Hầu hết các loài LAB thường sử dụng glucose như là nguồn năng lượng, nhưng cũng có một số loài LAB sử dụng fructose như là
một nguồn thay thế điện tử bên ngoài và chuyển chúng thành mannitol (Camu và cộng sự 2007, 2008a). Tỷ lệ tương đối của tất cả các sản phẩm khi kết thúc quá
trình lên men sẽ thay đổi thành phần cơm nhầy của khối lên men và do đó nó có thể ảnh hưởng đến sự hoạt động của các vi sinh vật tiếp theo.
Theo Barel (1998), vi khuẩn lactic ít được mong muốn hoặc không mong
muốn xuất hiện trong tất cả các thời điểm của quá trình lên men ca cao. Nếu vi
khuẩn lactic chiếm một số lượng lớn trong quá trình lên men hạt ca cao thì nồng độ
acid lactic sẽ cao do cacbonhydrat sẽ được chuyển hóa chủ yếu thành acid (lượng
acid lactic tạo thành do vi khuẩn lactic sinh ra cao và hàm lượng ethanol do nấm
men tạo thành ít) trong ca cao lên men. Acid lactic được tạo thành không dễ bay hơi, nó tồn tại trong chocolate, ảnh hưởng đến hương vị chocolate (Holm và cộng
sự 1993; Jinap 1994; Jinap và Zeslinda 1995). Do đó nếu vi khuẩn lactic sinh trưởng phát triển quá tốt trong quá trình lên men thì chất lượng hạt ca cao sau lên
men không được cao, và có sự hợp tác không cạnh tranh giữa nấm men và vi khuẩn
lactic tồn tại trong khối lên men (Camu và cộng sự 2007) [16].
Khi tất cả ethanol được oxy hóa thành axit acetic và sau đó tiếp tục oxy hóa
thành CO2 và nước thì quá trình lên men dừng lại vì nguồn năng lượng cho sự sinh trưởng của vi sinh vật đã cạn, nhiệt độ của khối lên men tăng cao cho phép một số
hương vị không tốt và thối rữa khối lên men do xuất hiện một số vi khuẩn không mong muốn. Có thể kết thúc quá trình lên men khi thấy nhiệt của khối lên men giảm
[21].