Công nghệ chế biến và kiểm soát lương thực

Công nghệ chế biến và kiểm soát lương thực BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM MÔN HỌC VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẦM ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG VI SIN[.]

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

MÔN HỌC: VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẦM

ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MUỐI CHUA

RAU, QUẢ

GVHD: Nguyễn Thị Thùy Dương NHÓM: 2

LỚP: 12DHDD2

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

MÔN HỌC: VI DINH VẬT HỌC THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MUỐI CHUA

RAU, QUẢ

GVHD: Nguyễn Thị Thùy Dương DANH SÁCH NHÓM: 2

1 Trần Nguyễn Ngọc Thùy Dương 2028218835

2 Châu Ngọc Khánh Đoan

3 Lý Hứa Hạnh Duyên 2028218834

4 Nguyễn Hoàng Diệp 2028210165

TP HCM, tháng 10 năm 2022

LỜI MỞ ĐẦU

MỤC LỤC

I Sơ lược về rau quả muối chua 1

1 Khái niệm: 1

2 Cơ sở của quá trình lên men lactic: 1

2.1 Đồng hình: 1

2.2 Dị hình: 1

3 Mục dích muối chua rau quả: 1

3.1 Muối chua là gì: 1

3.2 Lợi ích của việc muối chua: 1

4 Giá trị dinh dưỡng: 2

5 Các sản phẩm rau quả muối chua: 2

II Quy trình sản xuất rau quả muối chua 3

1 Các giai đoạn chuyển hóa sinh học trong khi muối chua rau quả 3

1.1 Giai đoạn đầu 3

1.2 Giai đoạn hai 3

1.3 Giai đoạn ba 4

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình muối chua 4

2.1 Muối 4

2.2 pH 5

2.3 Nhiệt độ 5

2.4 Vi sinh vật 5

III Giới thiệu về kim chi 7

1 Khái niệm về kim chi 7

2 Lịch sử 7

3 Giá trị dinh dưỡng 7

4 Qui trình sản xuất 9

4.1 Nguyên liệu 11

4.2 Điều kiện của quá trình lên men kim chi 12

4.3 Ảnh hưởng vi sinh vật của quá trình lên men 12

I Sơ lược về rau quả muối chua

1 Khái niệm:

Rau, củ muối chua chính là sản phẩm của quá trình lên men lactic Vi khuẩn lactic phát triển trong điều kiện yếm khí với nồng độ muối là 1,2 – 2,5% (đối với rau cải)

và 3 – 5% (đối với dưa chuột, cà chua) Vi sinh vật này sẽ biến một phần đường thành axit lactic

2 Cơ sở của quá trình lên men lactic:

Lên men lactic là quá trình chuyển hóa yếm khí carbohydrate thành axit lactic nhờ vào hoạt động sống của các vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn lactic) Có hai kiểu lên men lactic chính là và lên men đồng hình và lên men dị hình

Trong quá trình này, đường lactose sẽ được vi khuẩn lactic đưa vào bên trong tế bào

vi sinh vật nhờ các cơ chế chuyên biệt của màng tế bào chất Tiếp theo, lactose sẽ được thủy phân thành hai monosaccharide rồi đi vào các chu trình chuyển hóa khác nhau và chuyển hóa thành các axit

2.1 Đồng hình:

Là quá trình lên men do vi khuẩn lactic đồng hình Chúng có khả năng phân hủy đường theo con đường đơn giản tạo nên acid lactic Lượng axit lactic hình thành chiếm 90 – 98% trong sản phẩm

2.2 Dị hình:

là quá trình lên men do các vi khuẩn lactic dị hình, phân hủy đường thành acid lactic Lượng axit lactic hình thành chiếm khoảng 60% trong sản phẩm Ngoài acid lactic tạo thành còn có hàng loạt sản phẩm khác nhau chiếm tỷ lệ khá cao như: acid acetic, ethanol, glycerin, CO2, H2O, một số chất thơm như diacetyl, ester

3 Mục đích muối chua rau quả:

Mục đích muối chua rau quả là nhằm bảo quản nguyên liệu và làm tăng giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan của rau quả

3.1 Muối chua là gì:

Muối chua là một phương pháp bảo quản thực phẩm trong môi trường axit Phương pháp này được sử dụng lên hầu hết các loại thực phẩm từ cá, trứng, thịt cho đến rau củ quả

3.2 Lợi ích của việc muối chua:

 Rau củ quả muối chua có chứa chất chống oxy hoá tự nhiên giúp ngăn cản sự hình thành của các gốc tự do trong cơ thể gây nên bệnh ung thư và tim mạch

 Bổ sung một lượng natri cần thiết để cân bằng điện giải

 Ngăn ngừa co rút cơ, giảm cân, tiểu đường,

 Cung cấp các vi khuẩn Probiotic (hỗ trợ hệ tiêu hóa)

 Cung cấp khoáng chất và vitamin thiết yếu (vitamin C, A, K, folate và các khoáng chất như canxi, sắt và kali)

4 Giá trị dinh dưỡng:

Cung cấp khoáng chất và vitamin thiết yếu: vitamin C, vitamin A, vitamin K, folate

và các khoáng chất như sắt, canxi, kali Mặt khác, các nhà nghiên cứu Hàn Quốc nhấn mạnh rằng các loại rau củ ngâm như kim chi là một nguồn cung cấp vitamin B12 dồi dào

5 Các sản phẩm rau quả muối chua:

Cải bẹ muối chua giòn, dưa leo bao tử muối chua, củ kiệu muối chua ngọt, dưa món mặn ngọt, bắp cải muối, dưa giá đỗ, măng muối chua,

2

II Quy trình sản xuất rau quả muối chua

1 Các giai đoạn chuyển hóa sinh học trong khi muối chua rau quả

Muối chua lên men trải qua quá trình lên men lactic hoàn toàn

Quá trình lên men lactic trong các sản phẩm rau quả muối chua có thể phân ra làm ba giai đoạn:

1.1 Giai đoạn đầu

- Sau 4h- 5h, bọt khí nổi lăn tăn, vi khuẩn bắt đầu sinh tổng hợp, vị chua nhẹ,

- %vi khuẩn < 1%

- Muối ăn (NaCl) có nồng độ 2.5-3% khi muối rau qua sẽ làm cho môi trường ưu trương đường và các chất từ tế bảo rau quả sẽ khuếch tán một phần ra môi trường Do đó vi khuẩn lactic cùng các vi sinh vật khác cùng phát triển Trên bề mặt của nước muối xuất hiện các bọt khi đó là do hoạt động của một số vi khuẩn coli và một số vi sinh vật có khả năng sinh khí khác Chủng vi khuẩn lactic phát triển chủ yếu trong thời kỳ này là Leuconostoc mesenteroides Đó là loại cầu khuẩn có khả năng sinh axit lactic và sinh khí, sự tích tụ axit lactic trong giai đoạn này là thấp

1.2 Giai đoạn hai

- Sủi bọt ào ạt, mở nắp thường xuyên để thoát khi, độ chua tăng

- Trong giai đoạn thứ hai, các vi khuẩn lactic phát triển mạnh mẽ và axit lactic được tích

tụ nhiều, pH môi trưởng giảm xuống 3-3.5, làm ức chế các vi khuẩn khác, chỉ còn vi khuẩn lactic phát triển, chúng chiếm ưu thế tuyệt đối, rau quá trở nên chua, ngon

- Thời kỳ này là thời kỳ quan trọng của quá trình lên men lactic vì sản phẩm tích tụ

được lượng axit lactic cao và có hương vị đặc trưng của sản phẩm

- Đây là giai đoạn quyết định, nếu không tạo được ưu thế của vi khuẩn lactic thì các vi khuẩn khác sẽ phát triển, làm rau quả muối chua hư hỏng

Các nguyên nhân gây hư hỏng:

- Rau quả rửa không kỹ, làm dập nát, có nhiều tạp khuẩn

- Liều lượng muối cho vào không đúng khoảng 2.5-3% (nếu quả 5-6% sẽ ức chế vi khuẩn lactic, nếu dưới 3% thì nhiều tạp khuẩn phát triển lấn át)

- Không đậy nên kỹ, không tạo được điều kiện kỵ khí cho vi khuẩn lactic phát triển

1.3 Giai đoạn ba

- pH giảm, bắt đầu hư hỏng

- Khi axit lactic đã tích tụ với lượng lớn thì ngay bản thân vi khuẩn lactic cũng bị ức chế, rau quả đã chua, pH giảm xuống đến 3, các nấm men dại (thường có là Geotricchumcandium), nấm mốc phát triển mạnh, phân giải vi khuẩn lactic thành CO2; và nước, pH sản phẩm tăng lên trở lại, sản phẩm bắt đầu có váng và môi trường giảm chua,

có mùi mốc, có nhiều bọt khí

- Khi đó các nấm men và nấm mốc làm giảm chất lượng sản phẩm chúng có khả năng phân hủy axit lactic mạnh Vì vậy cần ngăn chặn giai đoạn này bằng cách bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thấp hoặc ở điều kiện yếm khí

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình muối chua

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic là nồng độ muối ăn, hàm lượng đường trong sản phẩm (đường có sẵn trong nguyên liệu và đường bổ sung thêm vào), độ pH của sản phẩm, hệ vi sinh vật trong sản phẩm và nhiệt độ môi trường

2.1 Muối

- Trong công nghệ muối chua rau quả, muối đóng vai trò rất quan trọng Trước hết, muối tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm Ngoài ra, muối còn có tác dụng bảo quản sản phẩm Muối có tác dụng chủ yếu là gây ra hiện tượng co nguyên sinh ở tế bào rau quả, làm dịch bào tiết ra Trong dịch bào có chứa đường và một số chất dinh dưỡng khác, tạo điều kiện thuận lợi cho các vi khuẩn lactic phát triển, làm cho sản phẩm đạt chất lượng cao

- Dung dịch muối ăn với nồng độ tương đối cao sẽ ức chế sự phát triển của các vi sinh vật lạ vả cả vi khuẩn lactic Khi tiến hành muối chua rau quả cần tạo điều kiện cho các vị khuẩn lactic phát triển và ức chế các vi sinh vật lạ Do vậy cần sử dụng nồng độ muối không quá cao: Thường sử dụng muối ăn với nồng độ 4-6% hoặc nước muối

4

- Nồng độ muối tăng thi hiệu suất lên men giảm Ở nồng độ muối 10%, quá trình lên men bị ức chế

2.2 pH

- Hoạt động của vi khuẩn lactic chịu tác động mạnh của pH Nếu pH không thích hợp vi khuẩn lactic có thể bị ức chế, phát triển kém hoặc bị tiêu diệt

- Chính vì vậy, trong quá trình lên men lactic, khi acid lactic tích lũy đủ lớn thì ức chế luôn cả hoạt động của vi khuẩn lactic

- Quá trình lên men sẽ dừng lại khi pH = 4 Các loài vi khuẩn lactic khác nhau thì pH thích hợp khác nhau, dao động trong khoảng 4.5-6,5

- Sự liên quan giữa pH đến hiệu suất lên men của và lactic còn là vấn đề mà các nhà khoa học đang tiếp tục nghiên cứu

2.3 Nhiệt độ

- Như tất cả các vi sinh vật khác, vi khuẩn lactic cũng chịu ảnh hưởng lớn bởi nhiệt

- Quá trình lên men thực hiện ở nhiệt độ xung quanh khoảng 15 – 320C Ở khoảng nhiệt 50C, hệ vi sinh vật trong rau muối chua bị tiêu diệt một phần, ở mức nhiệt 60 - 80°C, 20- 35% lượng vi sinh vật trong nguyên liệu bị tiêu diệt

- Nước muối bị acid hoa với acid acetic đến pH = 4.5 hoặc có CO2 sinh ra và tốc độ phát triển của vi khuẩn lactic nhanh

2.4 Vi sinh vật

- Các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ vi sinh vật trong lên men bao gồm nồng độ muối và nhiệt độ nước ngâm, những nguồn dinh dưỡng để lên men, số lượng và loại vi sinh vật hiện diện ở giai đoạn bắt đầu lên men Tốc độ của quá trình lên men phụ thuộc vào nổng

độ của muối và nhiệt độ nước ngầm

- Trong suốt giai đoạn đầu của quá trình lên men, vi khuẩn, nấm mốc và nấm men có thể

bị phân lập với số lượng lớn Bình thường cuối giai đoạn đầu là 2-3 ngày và đôi khi dài khoảng 7 ngày

- Trong suốt thời gian này, vi khuẩn lactic và quá trình lên men và nấm men oxy hoá gia tăng nhanh và vi sinh vật không cần thiết bị giảm thiểu Cuối cùng biến mất toàn bộ, đó

là kết quả của sự gia tăng nhanh chóng của acid tổng và sự giảm pH nước dịch Tiến hành giảm pH xuống 4.5 bằng acid acetic thì các vi khuẩn gram âm bị kìm hãm và vi khuẩn acid lactic phát trển mùi vị

- Vi khuẩn lên men lactic dị thể phát triển không đáng kể trong suốt quá trình lên men Những vi khuẩn như L mensenteroides thường bị kim hãm bởi nồng độ và nhiệt độ nước dưa cao, và pH giảm nhanh Quá trình lên men sơ khai hoàn thành bởi vi khuẩn lactic

P pentosaceus, Lb Brevis và Lb Plantarum

6

III Giới thiệu về kim chi

1 Khái niệm về kim chi

Kim chi (Hangul: 김치) một món ăn chính trong ẩm thực tại bán đảo Triều Tiên, là một món ăn truyền thống gồm các loại rau muối và lên men, chẳng hạn như bắp cải napa và

củ cải Hàn Quốc, được chế biến với nhiều lựa chọn gia vị khác nhau bao gồm gochugaru

(ớt bột), hành lá, tỏi, gừng và jeotgal (hải sản muối), v.v Kimchi

2 Lịch sử

Mùa đông Hàn Quốc rất khắc nghiệt với chuỗi ngày nhiệt độ xuống tới âm kéo dài, chính

vì vậy mà người dân nơi đây khó có thể trồng được loại rau củ nào vào mùa đông mà phải tìm cách tích trữ rau để dùng trong những ngày tháng lạnh giá Lịch sử kim chi Hàn Quốc bắt đầu với lý do đơn giản là vậy, nhưng với sự sáng tạo không ngừng, kim chi giờ đây đã trở thành món ăn nghệ thuật của rau củ lên men

Nhiều người tin rằng, phương pháp ủ men thực phẩm bắt được bắt nguồn vào khoảng thế

kỷ thứ 7 và loại kim chi đầu tiên cũng ra đời vào thời điểm này

3 Giá trị dinh dưỡng

Cải thảo là một trong những thành phần chính của kim chi, đây là loại thực phẩm chứa

một lượng lớn vitamin A và C Bên cạnh đó, cải thảo còn cung cấp ít nhất 10 loại khoáng

chất khác nhau và hơn 34 loại axit amin.

Kim chi cải thảo có thể chứa thêm nhiều loại rau củ và gia vị khác, tuy nhiên trung bình một khẩu phần kim chi cải thảo 150gram sẽ cung cấp khoảng:

Lượng calo 23

Rau xanh là nguồn cung cấp vitamin K và riboflavin tuyệt vời Trong khi đó, kim

chi thường bao gồm rất nhiều loại rau xanh như bắp cải, cần tây và rau bina vì vậy kim chi là một món ăn tuyệt vời để cung cấp những chất dinh dưỡng này cho cơ thể.

Vitamin K đóng một vai trò quan trọng trong chuyển hóa xương (giữ cho xương không

bị giòn) và quá trình đông máu, trong khi đó riboflavin giúp điều chỉnh quá trình sản

xuất năng lượng, tăng trưởng tế bào và trao đổi chất Thêm vào đó, quá trình lên men có thể giúp các chất dinh dưỡng dễ hấp thụ hơn

Có thể thấy, kim chi có bảng thành phần dinh dưỡng tuyệt vời với hàm lượng calo thấp

nhưng chứa nhiều chất dinh dưỡng như sắt, folate và vitamin B6 và K

Choline được tìm thấy trong kim chi là một hợp chất tự nhiên rất quan trọng để duy trì tế

bào, cơ bắp, hệ thần kinh và thậm chí cả tâm trạng Ngoài ra, choline cũng rất quan trọng

để duy trì trí nhớ

8

4 Qui trình sản xuất

Kim chi Lên men

Bao bì

Cho vào bao bì

Nguyên liệu phụ, gia vị Trộn

Xả nước lạnh, để ráo

Cắt miếng tuỳ theo thời gian ướp Rửa, để ráo Lựa chọn Nguyên liệu chính

4.1 Nguyên liệu

Cây cải thảo, củ cà rốt, củ hành tây vừa, củ cải trắng lớn, củ tỏi, nhánh gừng, ít hành lá (có thể thay bằng hẹ), bột nếp, mắm tép, nước mơ,

Vi sinh vật lên men kim chi

Leuconostoc Lactobacilus

Lactococus

Pediococus

4.2 Điều kiện của quá trình lên men kim chi

Tốc độ lên men kim chi ảnh hưởng bởi nồng độ muối và nhiệt độ Kim chi tối ưu có( 0.6-0.8)% độ acid, pH 4.2, muối 3% và acid hữu cơ bay hơi cao Khi nồng độ muối tăng pH thấp quần thể vi sinh vật thấp và thời gian yêu cầu đạt tối đa hơn

4.3 Ảnh hưởng vi sinh vật của quá trình lên men

Trong quá trình lên men vi sinh vật phải chịu được nồng độ muối, acid, các điều kiện yếm khí và các hợp chất kháng khuẩn nội sinh trong nguyên liệu Các vi sinh vật lên men kim chi là các vi khuẩn sinh acid lactic yếm khí tùy ý, vi hiếu khí và hiếu khí

12

Tổng số vi khuẩn có thể tồn tại cùng nấm men và nấm mốc giảm đáng kể từ 11-16 lần đối với vi khuẩn và từ 29-87 lần đối với nấm men và nấm mốc tùy thuộc vào từng loại ngâm trong muối 10% trong 10 giờ Ngược lại, vi khuẩn sinh lactic lại tăng 3 đến 4 lần, điều này chỉ ra rằng trong quá trình ngâm muối có thể loại bỏ vi khuẩn hiếu khí, nấm men và nấm mốc nhưng lại kích thích sự phát triển của vi khuẩn lactic Một báo cáo cho rằng cho thấy số lượng vi khuẩn, nấm men và nấm mốc giảm xuống đến 45%,58% và 40% tương ứng đó quá trình ngâm muối và rửa nước, điểu đó cho thấy quá trình lên men nhờ vào vi khuẩn lactic trong cải thảo sau quá trình ngâm muối Các vi sinh vật khác nguyên liệu phụ kèm theo cũng góp phần quá trình lên men vi khuẩn lactic có vẻ như đóng vai trò chủ yếu

14