Nghiên cứu sản xuất nước dừa KEFIR có bổ sung nha đam

Nhóm vi khuẩn lactic Lactococci chiếm 20% tổng số tế bào, Bacilli 69%, Streptococci 11-12% R i ê n g nấm men chiếm 5÷10% tổng số vi sinh vật trong hạt gồm những loàilên men được lẫn khôn

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay, cùng với sự phát triển của Công nghiệp hóa hiện đại hóa, con ngườiđang dần trở thành một cổ máy làm việc không biết nghỉ Họ ngủ 5 giờ/ngày, thờigian dành hết cho công việc, thậm chí không có thời gian để ăn Thức ăn nhanh, càphê được ưa chuộng và thuận tiện nhất Kết quả là, sức lực cạn kiệt, thần kinh căngthẳng mệt mỏi, cơ thể dễ bị lão hóa, tăng huyết áp, bị ung thư và thấy rõ nhất làđường ruột của họ có vấn đề

Kefir là sản phẩm có từ lâu đời Nó đươc xem là quà tặng mà đấng tối cao Alahbạn tặng cho con người Sản phẩm kefir là kết quả quá trình lên men của vi khuẩnlactic và nấm men Sản phẩm có vị chua của acid lactic, mùi thơm nhẹ của rượu,diacetyl,… Khi sử dụng sản phẩm kefir thường xuyên sẽ giúp ổn định hệ tiêu hóa,kích thích tiêu hóa, giảm cholesterol, giúp cơ thể khỏe mạnh và tinh thần thoải mái,tránh mắc các bệnh ung thư,… Mặt khác còn cung cấp một nguồn dinh dưỡng thiếtyếu cho cơ thể như chất khoáng, vitamin,…cho bạn có một làn da tươi trẻ, mịnmàng

Chính những giá trị dinh dưỡng và lợi ích của kefir, mà sản phẩm này rất được ưachuộng trên thế giới Hiện nay, ở nước ngoài có rất nhiều sản phẩm lên men từ hạtkefir, như: sữa động vật, nước trái cây, nước dừa, sữa dừa, sữa đậu nành,…, nhưng ởViệt nam sản phẩm này còn quá xa lạ Trên thị trường ở nước ta, chỉ có sữa chuakefir lên men từ sữa bò mà thôi, nhưng sản phẩm này cũng tiêu thụ rất ít Để gópphần thay đổi thói quen của người tiêu dùng và làm đa dạng phong phú sản phẩm lênmen từ kefir Em sẽ thử nghiệm kefir trên môi trường nước dừa với sự có mặt củanha đam, đây là hai nguyên liệu rất phổ biến ở Việt nam và mang giá trị dinh dưỡng

cao Mong rằng đề tài Nghiên c ứu sản xuất nước dừa kefir có bổ sung nha đam sẽ

được đưa vào sản xuất và sản phẩm được người tiêu dùng lựa chọn

1.2 Mục đích nghiên cứu

Sản phẩm kefir được nghiên cứu chế biến ở phòng thí nghiệm với mục đích:

 Xác định nguyên liệu tốt nhất để lên men

 Xác định nồng độ chất khô hòa tan thích hợp trong nguyên liệu để lênmen

 Xác định tỉ lệ men giống thích hợp dùng trong quá trình lên men

 Xác định độ chua thích hợp cho quá trình lên men và sản phẩm

 Xác định tỉ lệ phối chế thích hợp cho thành phẩm sau lên men

 Xác định thời gian bảo quản thích hợp cho sản phẩm

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu về nước dừa

2.1.1 Thành phần nước dừa[13], [14]

Nước dừa là nguyên liệu chính của quá trình lên men tạo sản phẩm Chúng ta cóthể sử dụng nguyên liệu là nước dừa non hoặc nước dừa già

Hình 2.1: Trái dừa [37]

Bảng 2.1: Thành phần hoá học của nước dừa theo Satyavati Krishnankutty 1987.

-Nước dừa già (Mature Coconut Water)

Nước dừa non (Tender Coconut Water)

Thành phần đường trong nước dừa non chủ yếu là glucose, fructose (đường khử)

và saccharose (đường không khử) chỉ xuất hiện khi dừa già và khi dừa chín hẳn thì

có đến 90% tổng hàm lượng đường là saccharose Ở nước dừa thì nồng độ đườngkhử và các chất dinh dưỡng đạt đến nồng độ cao nhất (ngoại trừ S) vào khoảng thángthứ 8

Bảng 2.2: Thành phần và hàm lượng acid amin có trong nước dừa

Thành phần acid amin Hàm lượng acid amin (mg/ml)

 Vitamin

Trong nước dừa chủ yếu chứa 2 loại vitamin là vitamin C (acid ascorbic) vàvitamin B Hàm lượng vitamin C từ 2.2 – 3.7 mg/ml và giảm dần khi phần nước cànggần phần thịt quả

Bảng 2.3: Các vitamin có trong nước dừa

2.1.2 Giá trị dinh dưỡng và lợi ích của nước dừa [13], [14]

Nước dừa là một thức uống bổ dưỡng, làm mát và tăng cường sinh lực cơ thể.Nước dừa chứa lượng đường vừa đủ cung cấp cho cơ thể dưới dạng đường dễ tiêuhóa (chủ yếu là glucose, fructose và saccharose) Nước dừa chứa nhiều đạm cần thiếtcho cơ thể dưới dạng nitơ axit amin thay thế và không thay thế Nước dừa còn chứanhiều vitamin và chất khoáng Lượng vitamin C trong 1 trái dừa đủ cung cấp cho nhucầu cơ thể mỗi ngày Ngoài ra nước dừa còn chứa một số vitamin nhóm B nhưniacin, riboflavin, acid folic, thiamin và pyridoxin tìm thấy ở dạng vết Nước dừa đặcbiệt chứa nhiều khoáng chất như natri, kali, canxi, magiê, sắt, đồng, phốt pho, lưuhuỳnh và clorua

Nước dừa có nhiều tính năng chữa bệnh như :

 Nước dừa tốt cho những trẻ bị rối loạn đường ruột

 Nước dừa chứa nhiều hợp chất hữu cơ kích thích cho sự phát triển

 Nước dừa dùng cho cơ thể bị đau buốt, nóng vì nhiệt và mụn nhọt (nhất là vàomùa hè); làm giảm bớt phát ban, nổi mụn gây bởi bệnh đậu mùa, sởi, thủyđậu…

 Nước dừa diệt giun, sán, lãi… gây bệnh đường ruột

 Nước dừa tốt cho các trường hợp mắc bệnh tả

 Nước dừa giúp khử trùng và ngăn nhiễm trùng đường tiết niệu, lợi tiểu

 Nước dừa loại trừ chất độc trong trường hợp bị ngộ độc khoáng

 Nước dừa dùng hiệu quả trong chữa trị bệnh thận và sỏi bóng đái

 Nước dừa có thể được tiêm vào tĩnh mạch trong các trường hợp khẩn cấp thaythế huyết thanh máu bởi vì nó vô trùng, không sinh nhiệt và dễ dàng được cơthể chấp nhận

 Nước dừa làm giảm độ axit trong dạ dày và làm giảm sưng tấy trong dạ dày,làm giảm đau cho những người bị đau dạ dày

2.2 Thành phần dinh dưỡng và lợi ích của nha đam [38], [39], [40]Nha đam còn có tên gọi là Lô hội, tên tiếng Anh là Aloe vera Thành phần hóahọc của nha đam cực kỳ phức tạp, các chất có lợi thường cao hơn so với các loại thựcvật khác Nhiều nghiên cứu đã chứng minh thành phần hóa học của nha đam gồm vàitrăm loại chất khác nhau, có hơn 160 loại đã được nghiên cứu rõ ràng và đưa vào sửdụng

Hình 2.2: Nha đam [39]

Có 20 loại chất khoáng như: Ca, K, Zn, Cr, Se,…; Trong đó Se là một nguyên tố

vi lượng rất quan trọng tham gia cấu tạo nên enzyme gluthation – peroxydase, pháhủy các gốc tự do, nhờ vậy nó có tác dụng phòng chống bệnh thoái hóa cơ và ungthư

Theo sách Đông y, nha đam có vị đắng, tính hàn nên có tác dụng thông đại tiện,mát huyết, nhuận gan, thông mật, giải nhiệt cho cơ thể trong những ngày hè nóngcho ta có một làn da tươi trẻ và một cơ thể khỏe mạnh Phần thịt của nha đam có thểchế biến thành rất nhiều món ăn khác như: nấu chè đậu xanh, trộn salad, …, mà tốtnhất nên cắt nhỏ và ướp với đường cát rồi để tủ lạnh ăn

2.3 Giới thiệu về kefir

2.3.1 Nguồn gốc hạt kefir[19]

Sữa lên men kefir đã được người dân vùng núi Caucasus thuộc nước Liên Xô cũ

sử dụng từ rất lâu Họ xem nó như báu vật mà đấng tối cao Alah ban tặng cho conngười Người ta dùng nó làm thức uống và như một loại thuốc để chữa bệnh Mọingười không hề biết đến bệnh ung thư, bệnh lao, bệnh dạ dày,…và sống thọ đến 110tuổi

Sữa kefir thường được sản xuất từ nguyên liệu làsữa dê, sữa cừu hay sữa bò Theo Oberman H và

Libudiziz Z (1998) đầu tiên người ta lên men sữa

thành kefir trong các túi làm bằng da thú hoặc bồn

bằng gỗ sồi Đến cuối thế kỉ xix, kefir đã trở thành

sản phẩm quen thuộc của dân các nước vùng Đông

Âu ( Balan, Hungari, Nga,…), và các nước thuộc

Scandinavia Vì lợi ích mà kefir đem lại cho người

dùng nên nó nhanh chóng lan rộng đến Thụy Điển,

Na Uy, Phần Lan, Đức (1993), Hy Lạp, Áo, Brazil

Đến 1950, phương pháp sản xuất kefir mới đã được công nhận về chất lượng đó

là phương pháp lên men có khuấy trộn

Kefir thường dùng để lên men các sản phẩm từ sữa là chủ yếu, ngoài ra nó còndùng để lên men dịch trái cây, nước dừa, sữa dừa, đậu nành,…

Hinh 2.3 Người dân Caucasus nuôi kefir trong

túi da dê

2.3.2 Đặc điểm của hạt kefir[4], [12], [18], [19], [20], [21]

Các hạt kefir có màu từ trắng đến vàng nhạt, hình dạng không ổn định và chúngthường kết cụm lại với nhau trong giống hoa Choufleur với đường kính trung bình0.3 - 2.0 cm Hạt kefir chứa vi khuẩn lactic và nấm men Đôi khi người ta còn tìm

thấy cả vi khuẩn A aceti và A racens Hạt kefir không tan trong nước và hầu hết

các dung môi Khi thả vào sữa thì nó thấm nước (sữa) và trở nên có màu trắng đục

là 5.6%

Thành phần quan trọng của kefir là kefiran: gel hoà tan polisacharide, hình thành

ở trung tâm hạt Polysacharide này gồm hai loại đường đơn glucose và galactose với

tỉ lệ cân đối Cấu trúc phân tử của kefiran có mạch nhánh hexan hoạc heptansaccharide, hoặc do sự liên kết không đặc hiệu của một hay hai đường khử, làm chokefiran không bị enzyme thuỷ phân Đó là đặc điểm quan trọng giữ vững cấu trúc và

Hình 2.5: Cấu trúc hóa học của kefiran [20]

 Vi sinh vật trong hạt kefir

Hình 2.6: Vi khuẩn và nấm men trong hạt kefir [23]

Phần ngoài của hạt kefir tập trung các tế bào vi khuẩn lactic dạng que, còn phítrong thì nấm men là thành phần chủ chốt Ở vùng đệm, tỷ lệ vi khuẩn và nấm menthay đổi và phụ thuộc vào khoảng cách tới bề mặt hạt kefir.

Nhóm vi khuẩn lactic lactobacilli chiếm khoảng 65-80% tổng số vi sinh vật

trong hạt kefir Chúng gồm những loài ưa ẩm và ưa nhiệt, thực hiện quá trình lênmen lactic theo cơ chế lên men đồng hình lẫn dị hình Nhóm vi khuẩn lactic

Lactococci chiếm 20% tổng số tế bào, Bacilli 69%, Streptococci 11-12%

R i ê n g nấm men chiếm 5÷10% tổng số vi sinh vật trong hạt gồm những loàilên men được lẫn không lên men được đường lactose Các loài nấm men lên menđược đường lactose thường được tìm thấy tại các vị trí gần bề mặt hạt kefir Ngượclại, các loài nấm men không lên men được đường lactose lại tìm thấy tại các vị trí sâubên trong tâm hạt

Bảng 2.4: Một số vi sinh vật chủ yếu trong hạt kefir [18]

L lactis subsp Lactis biovar diacetylactis

L lactis subsp cremoris

L helveticus subsp Jugurti

L lactis subsp Lactis

Lactobacillus bulgaricus Streptococcus thermophilus Leuconostoc mesenteroides

Kluyveromyces lactis Saccharomyces cerevisiae Candida tropicalis

Hình 2.7 : Một số vi sinh vật trong hạt kefir [25], [34]

2.3.3 Sự sinh sản của hạt kefir[12], [18]

Kefir bao gồm hỗn hợp protein, lipid, polisaccharide và sự cộng sinh của nấmmen với vi khuẩn Sự kết hợp và liên kết không theo quy tắc đã tạo nên từng hạt, cáchạt này liên kết với nhau tạo ra hạt mẹ với các thùy con, những thùy con này có đầy

đủ bộ phận như một cơ thể hoàn chỉnh

Khi bị tác động bên ngoài các thùy con này có thể tách ra khỏi hạt mẹ và tồn tạiđộc lập, chức năng giống hạt mẹ Chu trình đó cứ lặp đi lặp lại, số lượng hạt kefircàng ngày càng được nhân lên

Mặt ngoài của hạt biến đổi từ dạng phẳng đến không đồng đều, có chổ lồi lõm rảirác khắp bề mặt Một vài hạt có thể có những vùng rộng phẳng, trong khi cùng môitrường đó lại có những hạt có bề mặt không đồng đều Nếu gặp điều kiện thuận lợi,sau một thời gian, những hạt nhẵn này trở lại dạng nguyên thể với các thùy con baoquanh mình Những vùng không phẳng, xù xì thường có sự hoạt động mạnh mẽ của

nấm men, trong khi ở vùng phẳng vi khuẩn lại chiếm ưu thế Streptococci thì bện vào

nhau với các vi khuẩn khác chứ không hình thành dạng cụm

Ở sâu bên trong hạt, Lactobacilli chiếm ưu thế và có rất ít tế bào nấm men, chúng

được gói gọn trong dịch polysaccharide, các vi khuẩn hình que và nấm men hình

thành các cụm riêng biệt bên ngoài và bên trong hạt Ở đó Lb Kefiranoficients được

xem là nguyên nhân hình thành vỏ bọc bên ngoài polysaccharide mà có thể giúp hạt

co giãn

Một số nghiên cứu cho rằng vi khuẩn có thể tạo ra sự nhân giống kefir, vì sự nhân

giống của hạt không xảy ra khi vắng mặt Lb Kefiranoficients – là vi khuẩn sinh ra

kefiran ở trung tâm hạt

2.3.4 Giá trị dinh dưỡng và lợi ích của kefir[29], [30], [31]

 Kefir là kết quả cộng sinh của vi khuẩn lactic và nấm men Nó giống như

probiotic, tập hợp của nhiều vi sinh vật sống có lợi, giúp cân bằng hệ vi sinh vậttrong đường tiêu hóa, giúp cho việc tiêu hóa dễ dàng, đặc biệt là những người khôngtiêu hóa được đường lactose

 Kefir là một loại thực phẩm tốt, nếu sử dụng thường xuyên có thể giúp giảm

bớt sự xáo trộn đường tiêu hóa, bệnh đau thắt dạ dày, viêm ruột mãn tính và nhữngbệnh về gan, mật, thận; cân bằng sự chuyển động của ruột, làm giảm sự đầy hơi vàtạo ra một hệ tiêu hóa khỏe mạnh hơn Ngoài ra, nó còn cân bằng hệ miễn dịch, giảmtiêu chảy, giúp ăn ngon miệng, có lợi cho những người bị mất ngủ và suy nhược

 Kefir có thể giúp kiểm soát mức cholesterol cao, do đó có thể ngăn chặn được

những bệnh về tim mạch

 Kefir chứa nhiều chất khoáng vô cơ như K, Fe, Na, Mg, Ca và các acid amin

thiết yếu, giúp duy trì các chức năng sinh hóa của cơ thể

Nói chung, kefir là loại thức uống đơn giản, dễ làm, rẻ tiền mà rất có lợi cho sứckhỏe Nếu bạn muốn mình luôn khỏe mạnh, có làn da đẹp, hệ tiêu hóa tốt và ăn ngonmiệng, thì hãy sử dụng kefir Ngoài ra, nó có thể giúp bạn sống thọ và luôn vui vẻnhưng bạn đừng lạm dụng nó nếu không bạn sẽ bị dư acid ở dạ dày

2.4 Giới thiệu một số vi sinh vật trong hạt kefir

 Vi khuẩn lactic có loài lên men đồng hình và có loài lên men dị hình

 Lên men đồng hình thì sản phẩm tạo thành chỉ có acid lactic Nó có thể tạođược trên 85% acid lactic

 Lên men dị hình ngoài sản phẩm là acid lactic thì còn có các sản phẩm phụkhác Nó sản sinh được khoảng 50% acid lactic, 25% cồn,…

53oC và dưới 20oC Streptococcus thermophilus là loài rất nhạy cảm với muối, không

phát triển được trong môi trường chứa 2% NaCl và 0.01% xanh metylen Nó có khảnăng lên men glucose, fructose, saccharose , phân giải tinh bột ở môi trường thíchhợp nhưng không phân giải gelatin và esculin Khi lên men thường tạo một lượngnhỏ acetone và các chất tạo hương Chúng là những loài tất nhạy cảm với các chấtkháng sinh, dễ dàng bị ngăn chặn bởi 0.01 mg penicillin hay 5mg streptomycin/ml

Streptococcus cremoris

Thường tạo thành chuỗi dài, phát triển tốt ở 20 – 250C, lên men lactose,glucosethành acid lactic nhưng không lên men saccharose, maltose, dextrin

LEUCONOSTOC

Loại này ban đầu được biết là Betacoccus và tên hiện nay xuất phát từ tiếng Hy

lạp Leucus nghĩa là không màu và nostoc nghĩa là giống có vỏ nang màu xanh da

trời Leuconostoc là tế bào hình cầu tạo thành từng cặp hay chuỗi và có thể xem là

Streptococcus lên men dị hình Chúng tạo ra acid acetic, ethanol, CO2 và acid lactic

từ lên men carbonhydrate (thường là glucose) Chúng là loại vi khuẩn đặc trưng tạohương cho sản phẩm

Leuconostoc dextranicum

Leuconostoc dextranicum là vi khuẩn gram dương, đường kính từ 0.6-1 m Nóphát triển tốt ở nhiệt độ 25-300C và phát triển chậm ở 80C, ở 450C ngừng phát triển,không tồn tại khi thanh trùng, rất nhạy cảm với chất kháng sinh penicillin

LACTOBACILLUS

Từ này xuất phát từ tiếng Latinh, lac nghĩa là sữa và bacillum nghĩa là hình que.

Nó có dạng hình que, dài, nhỏ, thường lên men lactic đồng hình

Lactobacillus acidophilus

Nó là trực khuẩn, kích thước trung bình 0.6-0.9 x1.5-6 m Khi trẻ là vi khuẩngram dương, về già trở thành gram âm, phát triển tốt ở 37-40oC, không phát triển ở

4% muối Lactobacillus acidophilus là một một chuỗi, dài chỉ kết hạt khi nhuộm với

xanh methylene Nó có thể lên men glucose, maltose, saccharose, và lactose, lên menđồng hình tạo sản phẩm chính là acid lactic

Lactobacillus brevis

Là trực khuẩn gram dương, kích thước rộng 0.7-1.0m, dài 2.0-4.0m Chúng

có thể lên men các loại đường như arbinose, xylose, glucose, fructose, maltose, nhiệt

độ phát triển tối đa là 30oC

Lactobacillus delbrueckii

Là vi khuẩn gram dương, không di động, thuộc trực khuẩn dài, kích thước 0.8m, 2.0-9.0m Nó có khả năng lên men được các loại đường glucose, maltose,fructose, galactose, dextrin; Và không có khả năng lên men xylose, arabinose,rhamnose, lactose, raffinose, mannital

0.5-Lactobacillus helveticus

Là trực khuẩn, có kích thước 0.7-0.9m; 2.0-6.0m, nhiệt độ phát triển cuả vikhuẩn này là 40-42oC tạo độ chua đến 200-3000T Nó có khả năng lên men đượcglucose, fructose, galactose, mannose, maltose, lactose

2.4.2 Nấm men [1], [4], [5], [7], [12], [18]

Nấm men thuộc đơn bào, tế bào có hình elip hoặc hình trứng, đường kính 15m, không di chuyển được Một vài loài nấm men tạo bào tử túi (thường 4 tế bào),chúng sinh sản chủ yếu bằng cách nẩy chồi Nấm men phát triển tốt ở 24-40oC và cóthể chịu được acid cao, pH=3.5 Chúng oxi hóa và lên men mạnh mẽ nguồn nguyênliệu carbonhydate và acid hữu cơ Nhìn chung, chúng không phân giải protein, mộtvài loài có thể phân giải lipid

10-Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae có hình cầu hay hình trứng, có kích thước nhỏ, từ 5-14

m, sinh sản bằng cách tạo chồi hay bào tử Nó có khả năng lên men rất nhiều loạiđường khác nhau như glucose, saccharose, maltose, fructose, galactose, raffinose.Loài này có nhiệt độ lên men thích hợp 28-320C, chịu được độ acid cao

Saccharomyces fragitis

Nó có hình trứng hay hình thuôn dài, đường kính 1.8-5.6m, được đặc trưng bởikhả năng tạo cồn và CO2 Nhiệt độ tối thích là 37oC, không phát triển ở 5oC hay 43oC

và không bị tiêu diệt khi thanh trùng

Candida pseudotropicalis var lactose

Nó là tế bào hình trứng, dài từ 7-15m, lên men tạo ra cồn và CO2.Nhiệt độ tốithích 37oC, không phát triển ở 5oC hay 43oC

Nó không sinh bào tử, về mặt sinh hóa Candida oxy hóa tốt hơn lên men và được

xem là nấm mốc hơn nấm men Tế bào có hình hình trụ tròn và sinh sản bằng cáchnhân đôi Tế bào con được tách ra từ sự phân chia tế bào mẹ Loài vi sinh vật nàyoxy hóa acid lactic thành CO2 và H2O

2.4.3 Vi khuẩn Acetobacter [18]

Acetobacter aceti

Vi khuẩn này có hình dạng giống như vi khuẩn hình que khác, nhưng có kíchthước rất ngắn, không tạo được bào tử Nó chịu được nồng độ rượu 11%, nhiệt độthích hợp cho hoạt động sống của vi khuẩn là 34oC

2.5 Một số quá trình lên men chính tạo nên sản phẩm

2.5.1 Lên men lactic[4]

Trong công nghệ vi sinh vật, nhìn chung các vi khuẩn lactic đồng hình luônchiếm vai trò ưu thế Tuy nhiên, trong công nghệ sản xuất một số sản phẩm lên mentruyền thống như phômai, kefir … các vi khuẩn lactic dị hình đôi khi vẫn được sửdụng nhằm mục đích đa dạng hóa các chỉ tiêu về mùi, vị và cấu trúc cho sản phẩm

Đối với nhóm vi khuẩn kactic đồng hình như giống Lactococcus, các loài

Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus helveticus,

Lactobacillus lactis,…chu trình đường phân là con đường chính chuyển hóa glucose

thành acid lactic Acid lactic là sản phẩm chủ lực trong quá trình lên men lactic đồnghình

Phương trình tổng quát quá trình lên men lactic đồng hình:

Các vi khuẩn lactic dị hình như giống Leuconostoc do không có một số enzyme

của chu trình đường phân nên chúng chuyển hóa glucose giai đoạn đầu theo chu trìnhpentose-phosphate và tạo ra sản phẩm trung gian là xylulose-5-P Chất này sẽ được

C6H12O6+ 2ADP + 2Pi 2CH3-CH-COOH + 2ATP

OH

chuyển hóa tiếp thành glyceradehyde-3-P rồi tiếp tục đi theo giai đoạn cuối của chutrình đường phân để tạo thành acid pyruvic rồi acid lactic như trong quá trình lênmen đồng hình Theo một con đường trao đổi chất khác, xylulose-5-P sẽ đượcchuyển hóa thành acetyl-P và sau đó là thành ethanol.

Lên men lactic là một quá trình trao đổi năng lượng Các phân tử ATP được hìnhthành trong quá trình chuyển hóa cơ chất sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào đểphục vụ cho quá trình trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật Ngược lại, các sảnphẩm như acid lactic, ethanol, CO2 được vi khuẩn thải vào môi trường lên men.Kết quả là hàm lượng acid lactic tích lũy trong môi trường lên men ngày càngtăng, làm giảm pH môi trường và kéo theo những biến đổi hóa lý khác

Trong quá trình lên men lactic ngoài sản phẩm acid lactic (lên men đồng hình),acid acetic, ethanol, CO2(lên men dị hình) trong dịch lên men còn xuất hiện hàngtrăm hợp chất hóa học mới khác Chúng là sản phẩm trung gian hoặc sản phẩm phụcủa quá trình lên men Hàm lượng của chúng trong dịch lên men thường rất thấp(vài ppm hoặc ít hơn) Một số hợp chất trong nhóm trên rất dễ bay hơi Chúngđóng vai trò quan trọng trong việc góp phần hình thành nên mùi vị đặc trưng chonhững sản phẩm lên men lactic Đáng chú ý nhất là diacetyl (CH3COCOCH3) vàacetaldehyde (CH3CHO), đây là những hợp chất quan trọng quyết định đến mùi vịđặc trưng cho sản phẩm lên men

Quá trình sinh tổng hợp diacetyl liên quan đến sự chuyển hóa citrate.

Hình 2.8: Sinh tổng hợp các chất tạo hương từ citrate [4]

(Cogan và Fordan, 1994)

Ở giai đoạn đầu của quá trình lên men, diacetyl được tổng hợp Hàm lượngdiacetyl trong môi trường sẽ tăng dần rồi sau đó sẽ giảm dần vào giai đoạn cuối, đặcbiệt khi hàm lượng citrate giảm dần Một phần diacetyl chuyển hóa thành acetoin và2,3 butanediol

Acetaldehyde được tổng hợp từ các sản phẩm của quá trình chuyển hóa glucose vàmột số acid amin

Nhiều loài vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp acetaldehyde Ngược lại, một

số chủng thuộc giống Leuconostoc lại có khả năng sử dụng và chuyển hóa

acetaldehyde Đây là hợp chất quan trọng quyết định đến mùi vị đặc trưng cho sảnphẩm lên men

Tỷ lệ hàm lượng diacetyl và acetaldehyde ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sảnphẩm Tỷ lệ này phụ thuộc vào thành phần các vi sinh vật sử dụng trong tổ hợp giống

và các thông số kĩ thuật của quá trình lên men như nhiệt độ, pH đầu, lượng giốngcấy

2,3 butanediol

acetolactate

CO 2

NAD(P)H NAD(P)H

Hình 2.9: Sinh tổng hợp acetaldehyde ở một số vi khuẩn lactic ưa nhiệt [4]

AlaninLysineSerine

Hình 2.10: Cơ chế lên men lactic đồng hình và dị hình của vi khuẩn [4]

5-Acetyl-P

Acetyl-CoA

Acetaldehyde

Ethanlol

2.5.2 Lên men ethanol[4]

Trong công nghệ sản xuất các sản phẩm lên men, quá trình lên men ethanol được

thực hiện chủ yếu bởi các nấm men thuộc giống Saccharomyces và Kluyveromyces.

Sau khi được vận chuyển vào trong tế bào chất, đường hexose được chuyển hóa theochu trình đường phân để tạo thành acid pyruvic Tiếp theo acid pyruvic sẽ đượcchuyển hóa thành acetaldehyde rồi thành ethanol

Dihydroxyacetone phosphat là một sản phẩm trung gian trong chu trình đườngphân, hợp chất này có thể chuyển hóa thành glyxerol

Trong môi trường pH acid, glycerol chỉ được tạo ra với hàm lượng nhỏ Ngượclại, trong môi trường pH kiềm lượng glyxerol sinh ra sẽ tăng lên rất nhiều vàglycerol sẽ trở thành một trong những sản phẩm chủ yếu của quá trình lên men

Phương trình tổng quát của quá trình lên men trong môi trường pH acid

C6H12O6 + 2ADP +2Pi 2 C2H5OH + 2CO2 + 2ATP

Sự chuyển hóa đường hexose thành ethanol và khí CO2 diễn ra trong tế bàochất của nấm men Đây là quá trình trao đổi năng lượng của nấm men trong điềukiện kỵ khí Ethanol và CO2 trong tế bào chất sẽ được nấm men thải vào môitrường lên men Ngoài ra tế bào nấm men còn tổng hợp và thải vào dịch lên menhàng trăm sản phẩm phụ và sản phẩm lên men khác, những hợp chất này được tìmthấy với hàm lượng rất nhỏ, chúng được chia thành 4 nhóm: glyxerol cùng rượubậc cao, aldehyde, acid hữu cơ và ester

Trong quá trình lên men ethanol, nhiều acid hữu cơ được tạo thành (The Moll,1990) Một số acid hữu cơ được sinh tổng hợp từ chu trình Crebs nếu như quátrình lên men không diễn ra trong điều kiện kỵ khí nghiêm ngặt, các acid hữu cơchiếm hàm lượng cao nhất trong dịch lên men là: acid citric, malic, acetic,lactic

Hình 2.11: Cơ chế lên men rượu của nấm men [4]

2.6 Qui trình sản xuất

2.6.1 Qui trình sản xuất men giống kefir

Hình 2.12: Qui trình sản xuất men giống kefir

2.6.2 Thuyết minh qui trình

 Môi trường sản xuất giống

Chọn dừa non làm môi trường sản xuất vì trái cho nước ngọt và chứa nhiều chấtdinh dưỡng hơn nước dừa già Ta chọn những trái tươi (cho phép trong 1 tuần saukhi chặt khỏi cây), những trái có độ tuổi 6-7 tháng Sau khi lấy nước dừa, ta đem đilọc thô để loại tạp chất làm cho nước trong hơn

 Thanh trùng

Sau khi lọc thô xong, ta đem nước dừa đi thanh trùng ở 90-950C, trong thời gian

20 phút Thanh trùng giúp giảm bớt sự có mặt của vi sinh vật, ức chế hoạt động củaenzyme Sau khi gia nhiệt, ta làm lạnh nhanh để giảm nhiệt độ xuống 20-250C, chuẩn

bị cho quá trình cấy giống

 Men giống

Khi đạt pH theo yêu cầu, canh trường được lọc Dịch thu được sau quá trình lọcthô chứa các vi khuẩn lactic và nấm men được sử dụng để cấy vào nước dừa nguyênliệu để sản xuất kefir Nếu sau quá trình nhân giống như trên vẫn chưa đủ thể tíchgiống cần dùng, ta tiếp tục nhân giống thêm một cấp nữa Khi đó ta sẽ sử dụng lượnggiống thu được từ qui trình trên để cấy tiếp vào môi trường nước dừa đã thanh trùng

2.6.3 Qui trình chế biến kefir

Hình 2.13: Qui trình chế biến kefir

2.6.4 Thuyết minh qui trình

 Nguyên liệu

 Nước dừaSau khi thu mua trái dừa về, ta chỉ lấy nước dừa để làm nguyên liệu chế biến Đểloại bỏ tạp chất và làm nước trong hơn, ta tiến hành lọc thô nguyên liệu

 Nha đamKhi mua lá về rửa sạch, sau đó gọt sạch vỏ để lấy phần thịt bên trong, rồi ngâmtrong giấm đã pha loãng để loại bớt độ nhớt, vị đắng, giảm bớt mùi khó chịu của

Nước dừa

Thanh trùng

Cấy giốngMen giống kefir

Lên men

Ủ lạnhLàm lạnh

Phối chế

Nha đam

Đường

Bảo quảnĐóng chai