Mục đích của quá trình bảo quản hạt kefir là sau quá trình bảo quản, các tính trạng của hạt không bị mất hoặc giảm. Để làm được điều đó, người ta tiến hành các biện pháp dựa trên nguyên tắc làm giảm quá trình trao đổi chất và hô hấp của vi sinh vật. Các yếu tố tác động mạnh lên hai quá trình này được quan tâm nhiều nhất là: nhiệt độ, độ ẩm và lượng không khí tiếp xúc trực tiếp [1].
Chế phẩm giống được bảo quản tốt thì sẽ có tác dụng sinh, lý, hóa y như ban đầu nếu gặp được điều kiện môi trường dinh dưỡng thích hợp. Hạt kefir khi đem bảo quản phải ở trạng thái sinh lý tốt. Hoạt tính của kefir phụ thuộc vào điều kiện bảo quản và hoạt tính của các hạt quyết định chất lượng của sữa lên men.
Các phương pháp thường được sử dụng bảo quản hạt kefir là làm khô bằng không khí, bảo quản lạnh, phương pháp đông sâu và đông khô. Các nghiên cứu cho thấy, hạt kefir truyền thống làm khô bằng không khí và đông khô giữ được hoạt tính từ 12 ÷ 18 tháng.
Hạt kefir bảo quản bằng bằng phương pháp lạnh sâu ở -20oC có thể giữ hoạt tính từ 7 ÷ 8
tháng; trong khi các hạt được bảo quản lạnh sẽ giảm hoạt tính sau khoảng 10 ngày [55].
Làm khô bằng không khí (air-drying)
Đây là cách bảo quản đơn giản nhất, làm khô hạt kefir bằng không khí trong thiết bị vô trùng, sau đó gói trong giấy và giữ nơi khô mát. Hạt kefir được bảo quản bằng cách sấy bằng không khí khô thì giữ được hoạt tính của chúng đến 12-18 tháng.
Thí nghiệm cho thấy, sau thời gian bảo quản từ 1 tháng trở lên, nếu ta đem hạt làm khô bằng không khí tiến hành lên men ngay thì quá lên men hạt với thời gian ngắn làm cho
24 sản phẩm sẽ không có pH, độ chua, lượng acid lactic so với hạt kefir tươi. Tuy nhiên, với thời gian lên men lâu hơn (18 giờ), sản phẩm sẽ đạt chất lượng như sản phẩm lên men từ hạt tươi. Vì vậy, sau thời gian bảo quản cần phải ngâm chúng vào nước, lọc sạch, sau đó hoạt hóa. Khi thực hiện hoạt hóa hạt kefir trong môi trường sữa tươi trong 24 giờ ở điều
kiện 250C, rồi thay môi trường mới, quá trình này thực hiện 6 lần liên tiếp trước khi đem
nuôi cấy. Hầu hết các phương pháp đều đề nghị nên rửa giống trước khi sử dụng, nhưng một số khác lại không cho phép, họ cho rằng hệ vi sinh vật có lợi bên ngoài hạt kefir sẽ bị xáo trộn hoặc bị tiêu diệt hoàn toàn trong nước có chlorine hay flourine và không nên rửa giống ngoại trừ mục đích làm khô hay muốn ngừng lên men trong thời gian ngắn.
Hạt kefir được làm khô bằng không khí thì có màu hơi nâu và mùi hôi, cấu trúc dai bởi
vì mất độ ẩm. Nấm sợi cũng phát triển trên bề mặt hạt kefir làm khô bằng không khí
khoảng 2 tuần sau khi sấy [55].
Phương pháp bảo quản lạnh (refrigerating)
Một cách trữ giống khác là đặt hạt ở điều kiện lạnh một thời gian dài mà không có vấn đề gì đến việc tái kích hoạt giống.
Hạt kefir ướt giữ lạnh ở 40C hoặc hạt kefir khô giữ ở nhiệt độ phòng, hạt kefir khô giữ
được hoạt tính khoảng 12-18 tháng, trong khi đó hạt ướt chỉ giữ được 8-10 ngày. Thời gian đầu, hạt ướt bảo quản lạnh có khả năng lên men sản phẩm có pH, độ chua, lượng lactose gần như hạt kefir tươi. Tuy nhiên, với thời gian bảo quản lâu hơn, từ 1 tháng trở lên, tính chất sản phẩm lên men từ hạt ướt không còn được giữ như ban đầu nữa, nguyên nhân là do sự thay đổi thành phần của hệ vi sinh vật trong hạt kefir. Chính vì nguyên nhân đó, hạt ướt bảo quản lạnh không có thời gian bảo quản lâu dài.
Bảo quản lạnh hạt kefir vẫn giữ được hình dạng điển hình, màu sắc và độ đàn hồi tự
nhiên và khối lượng của hạt kefir tươi ban đầu. Tuy nhiên, sau 10 ngày bảo quản hạt kefir được giữ lạnh có một lượng acid và mùi cồn [55].
25
Hình 1.9. Bảo quản lạnh [48].
Phương pháp đông sâu (freezing)
Nguyên lý: sự phát triển của vi sinh vật trong hạt kefir bị ức chế ở nhiệt độ lạnh sâu (- 1960C đến -200C). Với phương pháp này, tế bào vi sinh vật có thể bị vỡ trong quá trình làm lạnh và làm tan mẫu. Một nguyên nhân dẫn đến làm vỡ tế bào là việc tích lũy các chất điện giải trong mẫu bảo quản và hình thành các tinh thể nước trong tế bào. Để khắc phục nhược điểm này, người ta đã bổ sung các chất làm hạn chế tốc độ đông sâu và làm tan nhanh như glycerin 15%; huyết thanh ngựa; dung dịch saccharose 10% + gelatin 1%, pH 6.8-7; dung dịch glucose hoặc lactose 10%; DMSO (dimethyl sulfoxide).
Việc bảo quản theo phương pháp đông sâu này được thực hiện ở các thang nhiệt độ
khác nhau như -200C, -300C, -400C, -700C, -1400C và -1960C. Nói chung mức nhiệt độ cao hơn -200C cho hiệu quả thấp do tế bào chịu nồng độ muối cao sinh ra từ các chất điện
giải. Đặc biệt với phương pháp bảo quản đông sâu trong nitơ lỏng (-1960C) là phương
pháp ưu thế hơn cả. Hiện nay, ở Việt Nam chúng ta thường chỉ có điều kiện bảo quản đến nhiệt độ tối đa là -800C.
Phương pháp này thích hợp với nhiều đối tượng vi sinh vật khác nhau. Tuy nhiên, phương pháp này cũng bộc lộ một số nhược điểm như đầu tư kinh phí cho thiết bị và điện, nitơ lỏng hoặc rủi ro như cháy nổ... Đặc biệt phương pháp này không thích hợp với các chủng vi sinh vật thường xuyên dùng đến. Nói chung phương pháp này thường được dùng với các chủng vi sinh vật có những đặc tính quý mà không thích hợp với phương pháp đông khô [55].
26
Hình 1.10. Bảo quản trong nitơ lỏng [48].
Phương pháp đông khô (freeze drying/ lyophilization)
Đông khô là quá trình mà nước được lấy ra khỏi mẫu khi các mẫu đang ở trạng thái lạnh sâu, tức là nước bị thăng hoa, nhiệt độ của mẫu được hạ thấp xuống dưới điểm đông đặc (dưới -100C) và được đặt trong bình chân không có áp suất gần với áp suất chân không tuyệt đối, khi đó nước thoát ra khỏi mẫu ở trạng thái rắn, tức là thăng hoa ẩm. Ở đây hạt kefir được giữ trong môi trường thích hợp và được làm lạnh trong môi trường chân không. Thiết bị đông khô sẽ hút nước và cuối cùng mẫu được làm khô đến mức nhất định.
Mẫu được hàn kín để cho môi trường chứa mẫu là chân không. Đây là phương pháp phổ
biến có hiệu quả cao. Phương pháp bảo quản này làm cho hạt và tế bào vi sinh vật mất nước ở trạng thái tự do nhưng có khả năng chống chịu cao đối với nhiều tác động của môi trường, giúp bảo quản hạt trong thời gian dài, giống vi sinh vật không sợ bị thoái hóa. Hạt kefir được đông khô cũng giữ được hình dạng và màu sắc của hat kefir tươi nhưng hạt có vẻ giòn hơn nhiều.
Khi sử dụng phương pháp đông khô, việc quan trọng là phải lựa chọn chất bảo vệ thích hợp, chất bảo vệ phải đáp ứng được hai yêu cầu sau: thứ nhất, đảm bảo sự sống sót của hệ vi sinh vật; thứ hai, phải duy trì được sự cộng sinh. Trong đó, việc đảm bảo sự tồn tại của hệ vi sinh vật cộng sinh trong hạt là điều kiện tiên quyết.
Ngoài phương pháp đông khô như mô tả ở trên, còn có phương pháp đông khô thể dịch trực tiếp. Khác biệt với phương pháp trên ở chỗ, hỗn hợp chất bảo vệ và hạt kefir được
27
làm khô nhanh ở chế độ chân không thích hợp mà mẫu không cần làm lạnh từ trước.
Phương pháp này đặc biệt có ý nghĩa đối với nhóm vi khuẩn không có khả năng sống trong nhiệt độ thấp của giai đoạn tiền đông khô. Các thông số quan trọng cần được quan tâm khi thực hiện phương pháp này là: tuổi của vi sinh vật bảo quản, thành phần dung dịch chất bảo vệ, tốc độ đông khô, nhiệt độ đông khô thấp nhất, khoảng thời gian làm khô mẫu và độ ẩm cuối cùng của mẫu.
Phương pháp này nhanh, thuận lợi cho các đợt bảo quản số lượng lớn mẫu và thời gian bảo quản lâu. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là giá thành thiết bị. Độ ổn định của các chủng vi sinh vật bảo quản theo các đợt đông khô là khác nhau. Hơn thế nữa các chủng trước khi đem ra sử dụng phải được hoạt hóa trên môi trường thích hợp một số lần để phục hồi các tính năng sinh học [48].
Hình 1.11. Bảo quản đông khô [48].