Đang tải... (xem toàn văn)
Rau quả đóng một vai trò quan trọng trong bữa ăn của con người. Trong rau quả có chất dinh dưỡng quý, như hydrat cacbon, các axit hữu cơ, vitamin, các chất khoáng, tanin, pectin v.v… Khó có thể giữ được các loại rau bắp cải, su hào, rau cải, dưa chuột, cà chua trong thời gian dài để cung cấp cho người tiêu dùng ở các thành phố hoặc khu công nghiệp trong lúc giáp vụ hoặc vì thời tiết khan hiếm rau tươi. Ngoài các hóa chất để bảo quản rau quả người ta còn muối chua rau quả để kéo dài thời gian cất giữ cũng cho kết quả khả quan và có ý nghĩa lớn trong việc cất giữ rau quả và giải quyết cho việc phục vụ bữa ăn của nhân dân. Muối chua rau, quả là một quá trình lên men lactic mà nguyên liệu là rau, quả, đường, muối và gia vị. Quá trình lên men này hoàn toàn là quá trình lên tự nhiên, gây ra bởi nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau đặc biệt là vi khuẩn Lactic.Bằng việc nghiên cứu những đặc tính sinh hóa của vi khuẩn Lactic, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về quá trình lên men của loại vi khuẩn này trong các sản phẩm muối chua cũng như đưa ra được những giải pháp để ứng dụng hiệu quả những lợi ích của chúng trong công nghệ thực phẩm.
A LỜI MỞ ĐẦU Rau đóng vai trò quan trọng bữa ăn người Trong rau có chất dinh dưỡng quý, hydrat cacbon, axit hữu cơ, vitamin, chất khoáng, tanin, pectin v.v… Khó giữ loại rau bắp cải, su hào, rau cải, dưa chuột, cà chua thời gian dài để cung cấp cho người tiêu dùng thành phố khu công nghiệp lúc giáp vụ thời tiết khan rau tươi Ngoài hóa chất để bảo quản rau người ta muối chua rau để kéo dài thời gian cất giữ cho kết khả quan có ý nghĩa lớn việc cất giữ rau giải cho việc phục vụ bữa ăn nhân dân Muối chua rau, trình lên men lactic mà nguyên liệu rau, quả, đường, muối gia vị Quá trình lên men hoàn toàn trình lên tự nhiên, gây nhiều nhóm vi sinh vật khác đặc biệt vi khuẩn Lactic Bằng việc nghiên cứu đặc tính sinh hóa vi khuẩn Lactic, hiểu rõ trình lên men loại vi khuẩn sản phẩm muối chua đưa giải pháp để ứng dụng hiệu lợi ích chúng công nghệ thực phẩm B NỘI DUNG: Chương I: Tổng quan: I.1 Sản phẩm dưa chua: Dưa muối chua ăn kèm thông dụng bữa cơm gia đình hàng ngày Những nguyên liệu dùng để muối chua cải bẹ, cà pháo, cà bát, su hào, bắp cải Dưa chua dễ tiêu hóa rau, củ sống Vị chua kích thích tiết dịch vị dày giúp tiêu hóa hấp thụ thức ăn nhiều Vi sinh dưa chua lên men tạo acid lactic làm ăn có vị chua lạ ngon miệng hơn, giải ngán cho nhiều dầu mỡ Một số chua bổ sung vi sinh vật có lợi giúp cân đường ruột I.2 Vi khuẩn lactic: I.2.1 Đặc điểm chung: Vi khuẩn lactic thuộc nhóm vi khuẩn Gram dương, bất động, không sinh bào tử, có khả lên men đường thành acid lactic Nhóm vi khuẩn lactic xếp chung vào họ Lactobacteriacae Nhóm vi khuẩn có nhiều hình dạng khác như: trực khuẩn cầu khuẩn Cầu khuẩn xếp giống Stretococus Leuconostoe, trực khuẩn thành giống Lactobacillus MRS môi trường để phân lập nuôi cấy chủng lactic Khuẩn lạc vi khuẩn lactic tròn nhỏ, bong, có màu môi trường, màu trắng đục màu vàng kem, khuẩn lạc có màu trắng đục, tròn lồi Đặc biệt khuẩn lạc tỏa mùi chua acid Khuẩn lạc vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic quan sát kính hiển vi Vi khuẩn lactic vi khuẩn kị khí, vi hiếu khí Vi khuẩn lactic có nhu cầu chất dinh dưỡng phức tạp, không đại diện nhóm phát triển môi trường muối khoáng khiết chứa glucose Đa số chúng cần loại vitamin như: Lactoflavin, tiamin, pantotenic acid, folic acid, amino acid… Các vi khuẩn lactic lên men đường môn disaccharide không lên men tinh bột polysaccharide khác, ngoại trừ L delbrueckiin đồng hóa tinh bột Đa số vi khuẩn lên men lactic dị hình có khả sử dụng pentose acid citric, số có hoạt tính protease Nhiệt độ sinh trưởng tối thích vi khuẩn lactic ưa ấm 25÷35 oC,ưa nhiệt 40÷45 oC ưa lạnh thấp oC Khi gia nhiệt khoảng 60÷80 oC hầu hết chúng bị chết sau 10÷30 phút I.2.2 Phân bố: Ít gặp đất nước, thường phát triển môi trường có chứa nhiều chất hữu phức tạp : - Trong sữa sản phẩm từ sữa thường gặp Lactobacillus lactis, Lactobacillus bulgarius, Lactobacillus helviticus, Lactobacillus cazai, Lactobaci llus ferment, Lactobacillus brevis, Streptococcus diacetyllactis - Trên bề mặt thực vật xác thực vật bị phân giải hay có Lactobcillus plantanium, Lactobcillus delnikii, Lactobcillus ferment, Lactobacillus brevis, Streptococcus lactis Chúng tìm thấy loại rau quả, trái - Trong ruột niêm dịch người động vật có Lactobacillus axitophilus, Streptococcus faecalis, Streptococcus bovis, Streptococcus salivanius, Streptococcus pyogenes, Bifidobacterrium I.2.3 Phân loại: Có nhiều cách phân loại vi khuẩn lactic Hầu hết vi sinh vật sinh axit lactic thuộc họ lactobacillaceae xếp vào bốn chi: Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus Bifidobacterium Ngày người ta bổ sung vào nhóm vi khuẩn lactic vi khuẩn Bifidobacterium Nếu dựa vào đặc điểm kiểu hình, chia thành loại: trực khuẩn cầu khuẩn + Trực khuẩn lactic ( Lactobacillus): Chúng đứng riêng lẻ kết thành chuỗi, gồm nhóm nhỏ trực khuẩn ưa nhiệt (nhiệt độ tối ưu 40-45 oC), trực khuẩn ưa ấm (nhiệt độ tối ưu 30 oC) nhóm Beta bacterium + Liên cầu khuẩn lactic ( Streptococcus lactic): Tế bào hình tròn oval, thường xếp thành đôi thành chuỗi Nhiệt độ phát triển tối ưu 30-35 oC Cầu khuẩn lactic Trực khuẩn lactic Đường kính dạng cầu khuẩn lactic từ 0,5÷1,5µm Các tế bào hình cầu xếp thành cặp hình chuỗi có chiều dài khác Kích thước tế bào trực khuẩn lactic từ 1÷8µm Trực khuẩn đứng riêng rẻ kết thành chuỗi Trực khuẩn lactic thường nhạy cảm cầu khuẩn Nếu dựa vào chế chuyển hóa gluxit, chia thành loại: vi khuẩn lactic lên men dị hình vi khuẩn lactic lên men đồng hình + Vi khuẩn lactic lên men đồng hình: vi khuẩn tế bào chúng chứa enzyme aldolase enzyme triosophotphatizomerase.Quá trình phân giải glucosa theo chu trình đường phân EMP với đặc trừng tạo acid lactic sản phẩm cuối Vi khuẩn lactic lên men đồng hình như: trực khuẩn Lactobacillus lactic, L plantarum, L acidophillus, L casei , số cầu khuẩn như: Streptococcus lactic, S cremoris + Vi khuẩn lactic lên men dị hình: chuyển hóa glucoza theo đường oxy hóa khử pentozaphosphat Ngoài acid lactic có nhiều sản phẩm phụ tạo acid hữu cơ, etanol, CO2, H2 số chất thơm Một số vi khuẩn lên men lactic dị hình: Lactobacillus brevis ( tên cũ L brassica fermeentati) tìm thấy chủ yếu muối chua cải bắp, rau cải, dưa chuột; L fermentum; Lactobacillus brevis Các loài vi khuẩn lactic có khả khác tạo thành acid lactic môi trường, sức chịu acid (hay độ bền acid) khác Đa số trực khuẩn lactic đồng hình tạo thành acid lactic cao (khoảng 2÷3%) liên cầu khuẩn (khoảng 1%) Các trực khuẩn phát triển pH 3,8÷4 (cầu khuẩn phát triển môi trường này), hoạt lực lên men tốt trực khuẩn vùng pH 5,5÷6 Nhiệt độ sinh trưởng tối thích vi khuẩn lactic ưa ấm 25÷35 oC,ưa nhiệt 40÷45 oC ưa lạnh thấp oC Khi gia nhiệt khoảng 60÷80 oC hầu hết chúng bị chết sau 10÷30 phút I.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đễn sinh trưởng-phát triển vi khuẩn lactic: Nguồn cacbon - Đối với vi khuẩn lactic đường mono disaccharide nguồn cacbon tốt nhất, polysaccharide lên men Tốc độ lên men loại đường khác khác nhân giống ta dùng loại đường cố định vi khuẩn thích nghi với loại đường sau chúng phát triển hiệu môi trường chứa loại đường Nguồn nitơ - Phần lớn vi khuẩn lactic sinh tổng hợp hợp chất chứa nitơ Vì để đảm bảo cho sinh trưởng phát triển chúng phải sử dụng nguồn nitơ có sẵn môi trường - Các nguồn nitơ sử dụng nuôi cấy vi sinh vật thường hai dạng: nguồn nitơ hữu nguồn nitơ vô Trong nguồn nitơ sử dụng chủ yếu nuôi cấy vi sinh vật protein như: Cao thịt, cao nấm men, trypton, dịch thủy phân casein từ sữa… Hiện cao nấm men nguồn nitơ sử dụng nhiều có hiệu phòng thí nghiệm Vitamin - Hàm lượng vitamin môi trường giữ vai trò quan trọng sinh trưởng phát triển vi khuẩn lactic Vitamin B6 vitamin quan trọng sinh tổng hợp amino acid vi khuẩn lactic Muối khoáng - Các chất khoáng có vai trò quan trọng qua trình trao đổi chất vi sinh vật Các chất khoáng sử dụng môi trường nuôi cấy chất khoáng dạng hợp chất, đơn chất, dạng vô hay hợp chất hữu Một số muối khoáng sử dụng nuôi cấy vi sinh vật là: K2HPO4, KH2PO4, MgSO4.7H2O, CaSO4,… - Trong loại muối khoáng photpho loại muối quan trọng mà vi khuẩn lactic cần Số lượng photpho môi trường nuôi cấy có ảnh hưởng lớn đến phát triển vi sinh vật Nếu hàm lượng cao vi sinh vật khó phát triển, không đủ cho trình trao đổi chất ảnh hưởng lớn đến đồng hóa hydratcacbon Nhiệt độ - Nhiệt độ nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển vi khuẩn lactic Tùy thuộc vào nhiệt độ tối ưu cho lên men cho sinh trưởng vi khuẩn lactic chia làm hai loại: loại ưa nhiệt loại ưa ấm Loại ưa nhiệt bao gồm: L bulgaricus, L thermophilus, L delbrueckii, … phát triển tốt 45 – 60 OC Loại ưa ấm gồm: L causasicus, L lactic, L acidophilus, … phát triển tốt 37 – 45 OC L brevis, L buchner L.pastorianus phát triển tốt 28 - 32 OC Chương II: Nội dung nghiên cứu: II.1 Cơ chế hoạt động vi khuẩn lactic trình muối chua: II.1.1 Quá trình lên men vi khuẩn lactic: Có hai kiểu lên men lactic chính: lên men đồng hình lên men dị hình a Lên men lactic đồng hình (điển hình): Trong trường hợp acid pyruvic tạo thành theo sơ đồ EmbdenMayerhorf-Parnas (EMP) Sau acid pyruvic tạo thành acid lactic tác dụng enzyme Lactatdehydrogenase Lượng acid lactic tạo thành chiếm 90% Chỉ lượng nhỏ pyruvat bị khử cacbon để tạo thành axit axetic, etanol, CO2 axeton Lượng sản phẩm phụ tạo thành phụ thuộc vào có mặt O2 b Lên men lactic dị hình (không điển hình): Xảy trường hợp vi khuẩn lactic enzyme sơ đồ EMP (aldolase triozophotphatizomerase), xilulose 5-photphat tạo thành theo đường pento-photphat (PP) Trong trường hợp có 50% lượng đường tạo thành acid lactic, có sản phẩm phụ khác như: acid axetic, etanol, CO2 Các sản phẩm phụ tương tác với tạo thành ester có mùi thơm Phương trình tổng quát: C6H12O6 CH3CHOHCOOH + CH3COOH + C2H5OH + COOH(CH2)2COOH + CO2 Sơ đồ lên men dị hình Lượng sản phẩm phụ tạo thành hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh vật, vào môi trường dinh dưỡng điều kiện ngoại cảnh, nói chung acid lactic thường chiếm 40% lượng đường phân hủy, axit sucxinic 20%, rượu etylic chiếm 10%, axit axetic 10% loại khí gần 20% So sánh lên len lactic đồng hình dị hình: Tính chất Acid lactic SP phụ:CO2, acid acetic, etanol Vi khuẩn lên men Năng lượng cho tế bào Lên men đồng hình 90%/ 1mol glucozo Không Vi khuẩn lactic đồng hình 2ATP/ 1mol glucozo Lên men dị hình 60%/ 1mol glucozo Có Vi khuẩn lactic dị hình 1ATP/ 1mol glucozo II.1.2 Các giai đoạn lên men trình muối chua: Quá trình muối chua rau có giai đoạn: + Giai đoạn 1: Muối ăn tạo áp suất thẩm thấu lớn nên đường chất dinh dưỡng khác có nguyên liệu khuếch tán vào nước tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật lactic số vi sinh vật khác hoạt động Trên bề mặt nước muối xuất bọt khí, hoạt động vi khuẩn coli số vi sinh vật có khả sinh khí khác Chủng vi sinh vật lactic phát triển chủ yếu thời kì Leuconostoc mesenteroides Đó loại cầu khuẩn có khả sinh khí acid lactic pH môi trường nhanh chóng giảm xuống, vi sinh vật có hại bị ức chế Khí CO2 sinh làm tăng điều kiện yếm khí, góp phần ức chế vi sinh vật “lạ”, đồng thời ngăn cản oxy hóa vitamine C giữ màu sắc tự nhiên rau cải Ngoài ra, phát triển chủng làm môi trường biến đổi, tạo điều kiện thuận lợi cho chủng vi sinh vật lên men giai đoạn sau phát triển Khi nồng độ acid (chủ yếu acid lactic) đạt 0,25-0,3%, 10 phát triển chậm dần chết emzyme mà tiết tiếp tục chuyển hóa đường thành acid lactic + Giai đoạn 2: Các vi khuẩn lactic phát triển mạnh mẽ acid lactic tích tụ nhiều pH môi trường giảm tới 3-3,5 ức chế hoạt động vi khuẩn gây thối Chủng vi sinh vật lactic phát triển chủ yếu thời kỳ Lactobacillus cucumeris, B.brassicae fermentati số chủng khác Đây thời kì quan trọng trình lên men Trong giai đoạn sản phẩm tích tụ lượng acid lactic cao có hương vị đặc trưng Khi nồng độ acid đạt 1,5-2%, với nồng độ muối cao nhiệt độ thấp, chủng bị giảm hoạt tính + Giai đoạn 3: Một số chủng vi sinh vật lactic khác (ví dụ: L pentoacetic, …) tiếp tục trình lên men đưa nồng độ acid lên 2-2.5% Lượng acid lactic tích lũy cao quay lại ức chế hoạt động vi sinh vật Lúc này, số nấm men nấm mốc có khả phân hủy acid lactic phát triển, làm giảm chất lượng sản phẩm Do vậy, thời kì này, để ngăn ngừa tượng trên, ta bảo quản sản phẩm nhiệt độ thấp (2-4 OC) bảo quản điều kiện yếm khí hay bảo quản acid sorbic, natri benzoat,…… II.2 Ứng dụng vi khuẩn lactic công nghệ thực phẩm: Bên cạnh việc lên men để bảo quản thực phẩm, vi khuẩn lactic sử dụng trong: + Lên men sữa chua chế biến sản phẩm từ sữa: Nguyên tắc làm sữa chua phát triển vi khuẩn lactic làm pH giảm mạnh, cazein sữa bị đông tụ Sữa từ dạng lỏng chuyển 11 sang dạng keo sệt có mùi vị thơm ngon Quá trình làm sữa chua người ta phải sử dụng hai chủng vi khuẩn lactic đồng hình dị hình Vi khuẩn lactic đồng hình lên men nhanh làm giảm pH, vi khuẩn lactic dị hình lên men chậm tạo thành mùi thơm đặc trưng sữa chua Lợi dụng khả làm đông tụ sữa vi khuẩn Streptococcus lactic để sản xuất sữa chua hay khả tạo mùi vị, tạo chất thơm chủng Leuconostoc để sản xuất bơ, phomat… + Sản xuất tương, bánh mì đen, nem chua Bánh mì đen loại bánh mì có chất lượng cao, bên cạnh trình lên men nấm men tạo rượu etylic CO2 Người ta sử dụng trình lên men vi khuẩn lactic để tạo vị chua hương thơm đặc trưng cho sản phẩm + Ủ thức ăn gia súc: 12 Đây phương pháp sử dụng phổ biến trang trại chăn nuôi Thức ăn ủ giảm tổn thất giá trị dinh dưỡng mà bổ sung nhiều loại vitamin vi sinmh vật tổng hợp Phương pháp dựa vào chuyển hóa đường có sẵn nguyên liệu vi khuẩn lactic Để khối ủ chua thức ăn gia súc có chất lượng tốt, người ta thường sử dụng vi khuẩn lactic như: Lactobacillus plantarm, Thermobacterium cerealle + Muối chua rau quả: Mục đích: - Bảo quản nguyên liệu - Làm tăng giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan Đây phương pháp vừa chế biến vừa bảo quản rau phổ biến, sử dụng nhiều gia đình kĩ nghệ đồ hộp Hiện có nhiều sản phẩm muối chua sản xuất sử dụng rộng rãi dưa cải muối chua, dưa chuột muối chua Tuy nhiên, mặt có lợi ứng dụng phát huy, vi khuẩn lactic gây tác dụng có hại: Gây tượng đục bị chua công nghệ sản xuất bia, nước ngọt, rượu vang, làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm Do cần phải có biện pháp phòng chống lại ảnh hưởng xấu Chương III: Nhận xét: Bằng việc nghiên cứu đặc tính sinh hóa vi khuẩn Lactic mà ta đưa phương pháp để ứng dụng loại vi khuẩn không việc chế biến, bảo quản thực phẩm mà y dược nông nghiệp 13 Các sản phẩm muối chua không rẻ tiền, dễ làm mà có nhiều lợi ích sức khỏe người Tuy nhiên không nên ăn nhiều thường xuyên dưa muối có lượng muối cao, nên ăn không thích hợp cho người bị cao huyết áp, sỏi thận C KẾT LUẬN: Qua tiểu luận bạn phần hiểu thêm dưa muối chua mà ta thường sử dụng hàng ngày Một ăn quen thuộc, rẻ tiền, dân dã, đơn giản để tạo sản phẩm dưa muối chua cải bẹ trải qua trình phức tạp với nhiều sản phẩm khác để tạo hương vị cho sản phẩm Với cố gắng thân tài liệu có được, nhóm hy vọng cung cấp cho bạn chút thông tin để bạn có nhìn mới, rộng hơn, khoa học với ăn bình dân Trong trình thu nhập tài liệu từ nguồn khác không tránh khỏi sai sót thiếu xác, mong bạn đóng góp để tiểu luận kiến thức hoàn thiện Tài liệu tham khảo: - Lactobacillus brevis – MicroWiki - Lên men lactic – Scribd - Tổng quan trình muối chua rau củ – http://123doc.org/ - http://s4.zetaboards.com/BioFood_Tech/topic/8690465/1/ - Giới thiệu vi khuẩn lactic – http://doan.edu.vn/ - Tìm hiểu hệ vi sinh vật có lợi sản xuất sản phẩm từ rau – http://doc.edu.vn/ 14 ... nhạy cảm cầu khuẩn Nếu dựa vào chế chuyển hóa gluxit, chia thành loại: vi khuẩn lactic lên men dị hình vi khuẩn lactic lên men đồng hình + Vi khuẩn lactic lên men đồng hình: vi khuẩn tế bào... đục màu vàng kem, khuẩn lạc có màu trắng đục, tròn lồi Đặc biệt khuẩn lạc tỏa mùi chua acid Khuẩn lạc vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic quan sát kính hiển vi Vi khuẩn lactic vi khuẩn kị khí, vi hiếu... muối chua: II.1.1 Quá trình lên men vi khuẩn lactic: Có hai kiểu lên men lactic chính: lên men đồng hình lên men dị hình a Lên men lactic đồng hình (điển hình): Trong trường hợp acid pyruvic tạo