Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu quy trình sản xuất kim chi thập cẩm Việt Nam

Đồ án tốt nghiệp được thực hiện với mục tiêu nhằm nghiên cứu tối ưu hóa một số công đoận quan trọng trong quá trình lên men lactic truyền thống để xây dựng quy trình sản xuất kim chi từ các nguyên liệu của Việt Nam nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm. Mời các bạn cùng tham khảo.

Khoa: Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

(Phiếu này được dán ở trang đầu tiên của quyển báo cáo ĐA/KLTN)

1 Họ và tên sinh viên được giao đề tài: Nguyễn Thùy Dung

Ngành : Công Nghệ Sinh Học

Chuyên ngành : Công Nghệ Sinh Học

2 Tên đề tài: Nghiên cứu quy trình sản xuất kim chi thập cẩm Việt Nam

3 Các dữ liệu ban đầu:

• Quy trình dự kiến cho thí nghiệm

• Các tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài

4 Các yêu cầu chủ yếu:

• Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

• Xây dựng quy trình sản xuất, sản xuất thử và kiểm tra chất lượng sản

phẩm

• Sơ bộ tính kinh tế

5 Kết quả tối thiểu cần phải có:

• Thực hiện các yêu cầu ở mục 4

• Nộp 2 bài khóa luận tốt nghiệp và 1 đĩa CD về văn phòng khoa

Ngày giao đề tài: 25/05/2015 Ngày nộp báo cáo: 16/08/2015

TP.HCM, ngày tháng năm 2015

Chủ nhiệm ngành Giảng viên hướng dẫn

Tôi cam đoan các kết quả nghiên cứu đưa ra trong đồ án “Nghiên cứu quy trình sản xuất kim chi thập cẩm Việt Nam” này dựa trên các kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu của riêng bản thân, không sao chép bất kỳ kết quả nghiên cứu nào của các tác giả khác Nội dung của đồ án do tôi tự học tập từ bài giảng các môn học của Quý thầy cô, nghiên cứu trên Internet, có tham khảo và sử dụng một số thông tin, tài liệu từ các nguồn sách, tạp chí được liệt kê trong danh mục các tài liệu tham khảo

Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan của mình trước Quý thầy

cô và nhà trường

TP Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 8 năm 2015

NGƯỜI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGUYỄN THÙY DUNG

Qua thời gian hơn hi tháng miệt mài trên phòng thí nghiệm đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Để có được kết quả này là nhờ công dạy dỗ của quý thầy cô trường Đại Học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh đã giảng dạy, truyền thụ những kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn cho em suốt thời gian theo học tại trường

Lời đầu tiên em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến các thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm, các thầy cô trong khoa đã tạo điều kiện thuận lợi, hướng dẫn cho

em hoàn thành những thí nghiệm trong đồ án

Đồng thời em xin cảm ơn tất cả sự động viên, hỗ trợ từ gia đình và bạn bè đã giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ

Sau cùng em xin đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn: thầy Nguyễn Trọng Cẩn, người thầy đã tận tình chỉ dạy cho em trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp của mình

Xin trân trọng cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 08 năm 2015

Sinh viên

Nguyễn Thùy Dung

i

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN II LỜI CẢM ƠN III MỤC LỤC I DANH MỤC HÌNH V DANH MỤC BẢNG VII DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT IX

LỜI MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Tình hình nghiên cứu 1

3 Mục đích nghiên cứu 2

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Kết quả đạt được 2

7 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Giới thiệu về kim chi 4

1.1.1 Lịch sử, nguồn gốc của kim chi 4

1.1.2 Phân loại kim chi 5

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng của kim chi và tác dụng đối với sức khỏe của con người 9

1.1.3.1 Thành phần dinh dưỡng của kim chi 9

1.1.3.2 Ảnh hưởng của kim chi đến sức khỏe con người 10

1.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ của kim chi 10

1.1.4.1 Việt Nam 10

1.1.4.2 Hàn Quốc 10

1.2 Khái quát về nguyên vật liệu sản xuất kim chi 11

1.2.1 Nguyên liệu chính 11

1.2.2 Nguyên liệu phụ 16

1.2.3 Gia vị 19

1.2.4 Bao bì 25

1.3 Tìm hiểu về cơ chế hình thành sản phẩm kim chi 25

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 Đối tượng nghiên cứu 36

2.2 Phương pháp nghiên cứu 37

2.2.1 Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm 38

2.2.2 Phương pháp đánh giá chỉ tiêu vi sinh vật 42

2.2.3 Phương pháp phân tích các thành phần sinh hóa 42

2.3 Bố trí thí nghiệm 43

2.3.1 Xác định thành phần của các nguyên liệu 44

2.3.1.1 Xác định tỷ lệ cải bẹ xanh 44

2.3.1.2 Xác định tỷ lệ dưa chuột 44

2.3.2 Xác định quá trình lên men 44

2.3.2.1 Xác định nồng độ dung dịch muối ướp 44

2.3.2.2 Xác định thời gian ướp muối 45

2.3.2.3 Xác định thời gian lên men 45

2.3.2.4 Biến đổi của pH trong thời gian lên men 45

2.3.2.5 Xác định nhiệt độ bảo quản 46

2.3.2.6 Xác định độ mặn trong sản phẩm sau khi lên men 46

2.3.3 Xác định phối trộn các phụ gia 47

2.3.3.1 Xác định tỷ lệ đường 47

2.3.3.2 Xác định tỷ lệ nước mắm 47

2.3.3.3 Xác định tỷ lệ ớt chuông 48

2.3.3.4 Xác định tỷ lệ tỏi 48

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 49

3.1 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 49

3.1.1 Kết quả nghiên cứu xác định nguyên liệu 49

3.1.1.1 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lẹ cải bẹ xanh phối trộn vào sản phẩm 49

3.1.1.2 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ dưa chuột cho vào sản phẩm 50

3.1.2 Kết quả xác định quá trình lên men 52

3.1.2.1 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ nồng độ dung dịch muối ướp 52

3.1.2.2 Kết quả nghiên cứu xác định thời gian ướp muối 55

3.1.2.3 Kết quả nghiên cứu xác định thời gian lên men 57

3.1.2.4 Kết quả nghiên cứu xác định độ pH của sản phẩm trong thời gian lên men 59

3.1.2.5 Kết quả nghiên cứu xác định nhiệt độ bảo quản 61

3.1.2.6 Kết quả nghiên cứu xác định độ mặn của sản phẩm sau lên men 62 3.1.3 Kết quả xác định phối trộn các phụ gia 63

3.1.3.1 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ đường cho vào sản phẩm 63

3.1.3.2 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ nước mắm cho vào sản phẩm 65 3.1.3.3 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ ớt chuông cho vào sản phẩm 68

3.1.3.4 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ tỏi cho vào sản phẩm 69

3.2 Đề xuất quy trình sản xuất và thuyết minh quy trình 72

3.2.1 Sơ đồ quy trình đề xuất 72

3.2.2 Thuyết minh quy trình 73

3.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm và tính sơ bộ giá thành sản phẩm 75

3.3.1 Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật 75

3.3.2 Đánh giá chất lượng sản phẩm 76

3.3.3 Sơ bộ tính giá thành sản phẩm phòng thí nghiệm 76

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

PHỤ LỤC 1

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Kim chi Hàn Quốc 5

Hình 1.5Kim chi Oi sobagi 7

Hình 1.3Kim chi Nabak 7

Hình 1.2Kim chi Yulmu 7

Hình 1.4Kim chi kkaennip 7

Hình 1.7Kim chi Pa 8

Hình 1.10Một số vùng sản xuất kim chi đặc trưng 8

Hình 1.6Kim chi Bossam 8

Hình 1.8Kim chi Baek 8

Hình 1.9Kim chi Dongchimi 8

Hình 1.11Cải thảo Đà Lạt 11

Hình 1.12Biểu đồ thành phần năng lượng của cải thảo 11

Hình 1.13Củ cải trắng 13

Hình 1.14Biểu đồ thành phần năng lượng của củ cải trắng 13

Hình 1.15Cải bẹ xanh 14

Hình 1.16Biểu đồ thành phần năng lượng của cải bẹ xanh 15

Hình 1.17Carrot 16

Hình 1.18Thành phần năng lượng của carrot 16

Hình 1.20Thành phần năng lượng của dưa chuột 18

Hình 1.19Dưa chuột 18

Hình 1.21 Lá và bông hẹ 20

Hình 1.22Các loại ớt 20

Hình 1.23Tỏi 20

Hình 1.24Củ gừng 21

Hình 1.25Củ gừng 21

Hình 1.26Củ hành tây 21

Hình 1.27Nước mắm nhĩ 21

Hình 1.28Hũ thủy tinh dùng để đựng kim chi 25

Hình 1.29Cấu trúc Leuconostoc mesenteroides trên kính hiển vi 29

Hình 1.30Khuẩn lạc Leuconostoc mesenteroides trên đĩa thạch 30

Hình 3 1Tổng điểm ảnh hưởng của nồng độ dung dịch muối ướp đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 54Hình 3 2Biểu đồ diễn tả ảnh hưởng của thời gian ướp muối đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 56Hình 3 3Ảnh hưởng của cải bẹ xanh đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 50Hình 3 4Ảnh hưởng của dưa chuột đến chất lượng cảm quan 52Hình 3 5Biểu đồ diễn tả ảnh hưởng của tỷ lệ đường đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 64Hình 3 6Biểu đồ diễn tả ảnh hưởng của tỷ lệ nước mắm đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 67Hình 3 7Biểu đồ diễn tả ảnh hưởng của tỷ lệ ớt chuông đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 69Hình 3 8Biểu đồ diễn tả ảnh hưởng của tỷ lệ tỏi đến chất lượng cảm quan về mùi của sản phẩm 70Hình 3 9Biểu đồ diễn tả ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 58Hình 3 10Ảnh hưởng của pH trong thời gian lên men sản phẩm 60Hình 3 11Biểu đồ diễn tả ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 61

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1Phân loại kim chi dựa vào thành phần nguyên liệu 6

Bảng 1 2Giá trị dinh dưỡng trong 100g kim chi các loại 9

Bảng 1 3Thành phần dinh dưỡng trong 100 g cải thảo 11

Bảng 1 4Thành phần dinh dưỡng trong 100 g củ cải trắng 13

Bảng 1 5Thành phần dinh dưỡng trong 100 g cải bẹ xanh 15

Bảng 1 6Thành phần dinh dưỡng trong 100 g carot 17

Bảng 1 7Thành phần dinh dưỡng trong 100 g dưa chuột 18

Bảng 1 8Chỉ tiêu chất lượng đường tinh luyện 22

Bảng 1 9Tiêu chuẩn muối dùng trong chế biến thực phẩm 22

Bảng 1 10Chỉ tiêu vi sinh của nước uống 23

Bảng 1 11Các chỉ tiêu hóa lý của nước uống ở châu Âu 24

Bảng 2 1Cơ sở chung đánh giá chất lượng cảm quan của thực phẩm 39

Bảng 2 2 Quy định phân cấp chất lượng thực phẩm 40

Bảng 2 3 Hệ số quan trọng cho sản phẩm Kim Chi 40

Bảng 2 4Thang điểm đánh giá trạng thái của sản phẩm Kim Chi đóng hộp 41

Bảng 2 5Thang điểm đánh giá mùi của sản phẩm kim chi đóng hộp 41

Bảng 2 6Thang điểm đánh giá màu sắc của sản phẩm kim chi đóng hộp 41

Bảng 2 7 Thang điểm đánh giá vị của sản phẩm kim chi đóng hộp 41

Bảng 3 1Biến đổi điểm cảm quan về vị và trạng thái theo nồng độ muối ướp 53

Bảng 3 2Biến đổi điểm cảm quan về vị và trạng thái theo thời gian ướp muối 56

Bảng 3 3Biến đổi điểm đánh giá cảm quan khi cho cải bẹ xanh vào sản phẩm 49

Bảng 3 4 Ảnh hưởng của dưa chuột đến chất lượng cảm quan 51

Bảng 3 5Ảnh hưởng của tỷ lệ đường đến giá trị cảm quan của sản phẩm 63

Bảng 3 6Bảng điểm cảm quan theo tỷ lệ nước mắm 66

Bảng 3 7Bảng điểm cảm quan theo tỷ lệ ớt chuông 68

Bảng 3 8Ảnh hưởng của hàm lượng tỏi tới giá trị cảm quan về mùi của sản phẩm 70 Bảng 3 9Bảng điểm cảm quan theo thời gian lên men 57

Bảng 3 10Ảnh hưởng của độ pH đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 60

Bảng 3 11Bảng điểm cảm quan theo nhiệt độ thường và nhiệt độ thấp (trong tủ lạnh) 61

Bảng 3 12Kết quả sau khi chuẩn độ 62

Bảng 3 13Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh trong thành phẩm 75

Bảng 3 14Điểm cảm quan chung cho sản phẩm kim chi 76

Bảng 3 15 Bảng ước tính chi phí nguyên vật liệu 76

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

VRBL Violet Red bile Lactose

1

LỜI MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đất nước chúng ta có điều kiện khí hậu thuận lợi cho sự phát triển của thực vật, quanh năm đều có rau quả xanh tươi Rau quả cũng là thực phẩm rất cần thiết trong bữa ăn hằng ngày của con người Chế độ ăn uống hợp lý là cần có tỷ lệ rau thích hợp Vì vậy việc chế biến các món ăn từ rau quả để đưa vào trong bữa ăn hằng ngày là cần thiết Bên cạnh nguồn cung cấp chất dinh dưỡng từ rau quả tươi thì các loại rau quả theo phương pháp lên men tự nhiên cũng đem đến nhiều giá trị dinh dưỡng cho con người Từ xa xưa, ông bà ta đã chế biến các loại rau quả theo phương pháp lên men tự nhiên vừa để tăng giá trị dinh dưỡng cho bữa ăn vừa để bảo quản rau quả để dành ăn dần khi trái mùa

Mặt khác, trong phương pháp chế biến, bữa ăn của người Việt Nam thường

sử dụng nhiều dầu, mỡ nên dễ gây cảm giác ngấy cho người ăn Vì vậy bữa ăn mà

có kim chi ăn kèm sẽ tạo cảm giác ngon hơn khi ăn Kim chi góp phần làm cho bữa

ăn ngon miệng hơn, làm phong phú thực đơn hằng ngày

Nhu cầu sử dụng kim chi ngày càng nhiều nhưng các sản phẩm trên thị trường còn khan hiếm cả mẫu mã, chất lượng và cả về chủng loại Do đó việc nghiên cứu để tạo ra sản phẩm mới, cải thiện chất lượng những sản phẩm cũ để làm phong phú hơn cho những chủng loại sản phẩm đã có trên thị trường là một vấn đề rất cần thiết và đang được xã hội quan tâm Và đó cũng là vấn đề mà bài nghiên cứu

đề cập đến

2 Tình hình nghiên cứu

Khoa học kỹ thuật phát triển đã đem lại nhiều thành tựu lớn trong đời sống con người Trong sản xuất, việc áp dụng khoa học kỹ thuật đã đem lại năng suất cao cho tất cả các ngành từ công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ,…Đặc biệt là trong sản xuất nông nghiệp.Từ khi áp dụng cuộc cách mạng xanh đã tạo ra bước nhảy vọt trong sản lượng.Cùng với tốc độ phát triển của thế giới, nước ta đã và đang từng bước đi lên Một trong những phương pháp bảo quản nhiều người dân áp dụng và rất phổ biến, đó là sản xuất kim chi Các sản phẩm kim chi ngày càng được ưa chuộng hơn trong các bữa ăn thừa chất béo hiện nay Hiện nay, các sản phẩm

kimchi đã có mặt trên thị trường nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng nhiều của người tiêu dùng nhưng chưa được phong phú và đa dạng Vì vậy mà tôi đã chọn đề tài

“Nghiên cứu quy trình sản xuất kim chi thập cẩm” làm đồ án tốt nghiệp lần này, nhằm góp phần làm phong phú và đa dạng hơn các sản phẩm kim chi Từ đó có thể ứng dụng để chế biến một số món ăn góp phần làm cho thực đơn hằng ngày thêm phong phú, đa dạng, có chất lượng và ngon miệng hơn

Hiện nay, theo những thông tin tài liệu cho thấy tìm được thì đa số các công trình nghiên cứu của các tác giả khác tập trung theo dõi về ảnh hưởng của vi sinh vật trong quá trình lên men của sản phẩm kim chi truyền thống và họ muốn tìm phương pháp bảo quản kim chi lâu hơn theo công nghệ hiện đại

3 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu tối ưu hóa một số công đoận quan trọng trong quá trình lên men lactic truyền thống để xây dựng quy trình sản xuất kim chi từ các nguyên liệu của Việt Nam nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Đề tài này tôi chỉ nghiên cứu các vấn đề sau: khảo sát, thí nghiệm và đưa ra quy trình sản xuất thử nghiệm kim chi, đồng thời điều chỉnh một số yêu cầu kỹ thuật để sản phẩm hoàn chỉnh hơn

5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp hóa học, phương pháp cảm quan, phương pháp vi sinh vật

Xử lý các số liệu bằng phần mềm Excel

6 Kết quả đạt được

- Xác định nồng độ mặn của sản phẩm sau lên men bằng phương pháp Mohr

- Xác định tỷ lệ nồng độ muối ướp, thời gian ướp

- Xác định tỷ lệ nguyên liệu chính, nguyên liệu phụ và gia vị trong phối trộn

- Xác định thời gian và nhiệt độ bảo quản

7 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp

1 LỜI MỞ ĐẦU

2 Chương 1: Tổng quan

3 Chương 2: Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu

4 Chương 3: Kết luận nghiên cứu và thảo luận

5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

6 TÀI LIỆU THAM KHẢO

7 PHỤ LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về kim chi [13]

1.1.1 Lịch sử, nguồn gốc của kim chi

Mỗi quốc gia có vài món ăn truyền thống đặc trưng và nhiều món ăn thực sự rất tốt cho sức khỏe Theo Báo Thanh Niên thông tin số 772, ngày 21/05/2006 thì trong số những thực phẩm tốt nhất thế giới được tạp chí Health (Mỹ) liệt kê ra có 5 ngôi vị cao nhất thuộc về thực phẩm của Tây Ban Nha, Nhật Bản, Hy Lạp, Ấn Độ

và Hàn Quốc Trong đó, kim chi được xem là “linh hồn” của người Hàn Quốc Tại Hàn Quốc, món kim chi nổi tiếng và được nhiều ưa chuộng đến mức trong tiếng Việt, đất nước Hàn Quốc còn được gọi bằng mỹ danh là “xứ sở kim chi”

Danh từ kim chi là một khái niệm chung để chỉ các loại rau củ lên men của Hàn Quốc có nguồn gốc từ chữ chimchae của Trung Quốc, có nghĩa là các loại rau

củ ướp muối Ở Hàn Quốc, hầu như tất cả các loại rau củ lên men đều có thể được

sử dụng như là nguồn sản xuất kim chi Mặc dù có trên 150 loại kim chi ở Hàn Quốc dựa trên sự khác nhau về loại nguyên liệu và phương pháp lên men nhưng loại

kim chi nổi tiếng và phổ biến nhất là kim chi baechu làm từ cải thảo baechu của

Hàn Quốc (được người phương Tây biết đến như một loại cải thảo Trung Quốc)

Kim chi có một lịch sử lâu đời Do Hàn Quốc là một nước có khí hậu lạnh, mùa đông rất khắc nghiệt vì có nhiều tuyết Mùa đông ở Hàn Quốc thường kéo dài

và trong mùa đông không có một loại cây nào có thể phát triển được.Vì vậy mà người Hàn Quốc phải dự trữ thức ăn, đặc biệt là phải dự trữ các loại rau để cung cấp vitamin cho cơ thể Để chuẩn bị cho mùa đông giá rét đến nỗi không thể trồng bất

cứ loại rau nào, người Hàn Quốc đã có một phương pháp bảo quản và chế biến bằng cách làm khô với củ cải, củ sâm, một số loại lá,… hoặc bằng cách ướp với tương đậu (lá vừng, lá đậu,…) hay ướp với tương ớt và ớt bột như thân cây tỏi, củ cải…

Do đó, khi mùa đông đến thì người Hàn Quốc sẽ không lo lắng về việc thiếu rau củ nữa Mặt khác, do khí hậu lạnh, có tuyết, vào mùa đông thường là dưới âm độ do đó

ăn mặn và cay là một trong những phương pháp giữ ấm cho cơ thể Từ đó hình thành nên món ăn kim chi (tuy nhiên cũng cần trải qua nhiều thay đổi mới trở thành món kim chi hiện nay)

Để sản xuất kim chi phải trải qua một loạt các quá trình chế biến bao gồm tiền xử lý rau củ, gia vị và các nguyên liệu phụ khác Các nguyên liệu sử dụng để sản xuất kim chi cũng như các điều kiện cần thiết cho quá trình lên men như nhiệt

độ, không khí, hàm lượng muối và vật chứa đựng kim chi là những nhân tố rất quan trọng để làm tăng thời gian bảo quản, hương vị và tính chất của kim chi Kim chi lên men chứa khá cao tỷ lệ vi khuẩn lactic (từ 107 – 109 CFU/ml), các acid hữu cơ, các chất dinh dưỡng cũng như các thành phần chức năng khác được tạo thành từ nguyên liệu và từ quá trình lên men

Hình 1.1 Kim chi Hàn Quốc

1.1.2 Phân loại kim chi

Có rất nhiều loại kim chi khác nhau dựa vào thành phần nguyên liệu được sử dụng, phương pháp chế biến, mùa thu hoạch và vùng miền địa lý Ở Hàn Quốc vào mùa đông, khí hậu miền Bắc lạnh hơn miền Nam nên kim chi ở miền Bắc thường chứa ít muối, trong khi đó kim chi ở miền Nam được ướp nhiều muối hơn để bảo quản được lâu Ngoài ra những người dân sống gần vùng biển sẽ chế biến món kim chi có chứa nhiều cá hơn

1.1.2.1 Phân loại kim chi theo thành phần nguyên liệu chính

Son (1991) phân thành 161 loại kim chi và chia thành 8 nhóm dựa trên thành phần nguyên liệu chính để sản xuất kim chi (xem bảng 1.1) (trích dẫn bởi Đoàn Văn Tiến và cộng sự, 2011)

Bảng 1.1Phân loại kim chi dựa vào thành phần nguyên liệu

1 Kim chi baechu

(Kim chi cải thảo

baechu Hàn Quốc)

(12 loại)

Kim chi tongbaechu (kim chi cải thảo để nguyên củ), kim chi baek, kim chi bossam (kim chi cắt ngắn), các loại rau củ ướp giấm trước khi ăn,…

(kim chi khoai tây ngọt), kim chi putgochu (kim chi ớt xanh), kim chi uong (kim chi cây ngưu bàng), kim chi kam (kim chi hồng vàng),…

7 Kim chi hành tươi,

tỏi và tỏi tây (14

1.1.2.2 Phân loại kim chi theo mùa

• Mùa xuân và mùa hè

Hình 1.5Kim chi Oi sobagi

Hình 1.2Kim chi Nabak

Hình 1.4Kim chi kkaennip

Hình 1.3Kim chi Yulmu

• Mùa thu và mùa đông

Hình 1.7Kim chi Pa

1.1.2.3 Phân loại kim chi theo vùng

Hình 1.10Một số vùng sản xuất kim chi đặc trưng

Hình 1.6Kim chi Bossam

Hình 1.8Kim chi Baek Hình 1.9Kim chi Dongchimi

Ở miền Bắc khí hậu lạnh, mắm cá và nước súp cũng được sử dụng để có vị mặn ưa thích mà nếu như chỉ dùng muối ta sẽ không có được Vì thế kim chi ở miền Bắc nhiều nước, mỏng và tươi Trong khi ở miền Nam khí hậu ấm áp, người ta sử dụng nhiều muối hơn để giữ cho kim chi được lâu,kim chi ít nước, có màu đỏ nhạt

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng của kim chi và tác dụng đối với sức khỏe của con

người

1.1.3.1 Thành phần dinh dưỡng của kim chi

Thành phần dinh dưỡng của kim chi phụ thuộc vào nguyên liệu làm nên kim chi và được thể hiện qua Bảng 1.2

Bảng 1.2 Giá trị dinh dưỡng trong 100g kim chi các loại

Thành phần dinh

Kim chi Baechu

Kim chi Kkakdugi

Kim chi Dongchimi

1.1.3.2 Ảnh hưởng của kim chi đến sức khỏe con người

Kim chi là thực phẩm chứa ít calo, chủ yếu là rau củ.Rau củ cung cấp nhiều chất xơ, giúp giảm lượng đường trong cơ thể qua quá trình hoạt hóa hoạt động của các cơ quan nội tạng Theo một số kết quả nghiên cứu gần đây, kim chi có tác dụng ngăn chứng xơ cứng động mạch rất tốt vì nó làm giảm cholesterol trong máu và phân hóa fibrin Vì vậy kim chi giúp ngừa các bệnh tuổi già như tim mạch, tiểu đường, béo phì và ngăn chặn lão hóa ở da

1.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ của kim chi

1.1.4.1 Việt Nam

Mặc dù món ăn kim chi đã đến Việt Nam từ lâu nhưng cho đến hiện nay, kim chi hầu như chỉ được làm ở quy mô gia đình để góp phần cải thiện khẩu vị bữa ăn chứ không nhằm mục đích dự trữ như Hàn Quốc Cũng có một vài công ty chế biến kim chi và bán trong các siêu thị nhưng vẫn chưa phổ biến lắm, chủ yếu là các công

ty tại Đà Lạt do Đà Lạt có nguồn nguyên liệu cho sản xuất kim chi phong phú và chất lượng cao Một vài công ty Hàn Quốc có chi nhánh tại Việt Nam đã chào bán các sản phẩm kim chi mang đúng hương vị Hàn Quốc nhưng mặt hang vẫn chưa đa dạng lắm, chủ yếu chỉ là kim chi từ cải thảo

1.1.4.2 Hàn Quốc

Từ những năm 70, việc sản xuất kim chi ở Hàn Quốc đã tăng đáng kể vì mục đích thương mại Số lượng nhà máy sản xuất kim chi tăng để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước cũng như xuất khẩu, nhưng hầu hết các nhà máy đều ở quy mô nhỏ Trong năm 1997, 408000 tấn sản phẩm kim chi thương mại đã được sản xuất bởi

459 nhà máy Thêm vào đó, tiêu chuẩn Codex đang được soạn thảo kỹ lưỡng để gia tăng tính thương mại quốc tế cho sản phẩm kim chi Trong tương lai, càng nhiều sản phẩm kim chi thương mại hơn nữa sẽ được sử dụng và tính thương mại quốc tế của nó sẽ được nâng cao đáng kể nhờ vào sự trao đổi văn hóa thường xuyên giữa Hàn Quốc và những quốc gia khác trên thế giới Việc cải tiến kỹ thuật của những nhà máy sản xuất kim chi đòi hỏi một sự đầu tư lớn của chính phủ và những nhà máy quy mô nhỏ sẽ dần biến mất

1.2 Khái quát về nguyên vật liệu sản xuất kim chi [4], [5], [9], [13]

1.2.1 Nguyên liệu chính

1.2.1.1 Cải thảo

Tên khoa học: Brassica oleracea.var.campestris

Tên tiếng Anh: Chinesse Cabbage

Họ thực vật: Thuộc họ thập tự hoa

Có nguồn gốc từ Trung Quốc cách đây 6000 năm, sau

đó được du nhập sang Triều Tiên, Nhật Bản vào khoảng thế kỷ 20

Bảng 1 3Thành phần dinh dưỡng trong 100 g cải thảo

Thành phần dinh dưỡng Hàm lượng Đơn vị tính

Hình 1.12Biểu đồ thành phần năng lượng của cải thảo

Tên khoa học: Raphanus sativus Linn

Tên tiếng Anh: White Radish

Họ thực vật: Thuộc họ thập tự (Crucifeae)

Có nguồn gốc ở châu Âu, thời kỳ La Mã cổ đại.Sau đó được phân bố rộng khắp thế giới.Củ cải sống có vị cay, tính hàn; củ cải chín có vị ngọt, tính bình Củ cải có tác dụng giúp tiêu hóa ngũ cốc, trừ đàm,chữa ho và trị bệnh tiểu đường

Bảng 1 4Thành phần dinh dưỡng trong 100 g củ cải trắng

CarbohydrateProteinChất béo

Hình 1.14Biểu đồ thành phần năng lượng của củ cải trắng

Tên khoa học: Brassica juncea (L)

Tên tiếng Anh:Mustard Greens

Họ thực vật: Thuộc họ cải (Brassicaceae)

Loài của miền nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Á,

có nhiều ở vùng Trung Á Ở nước ta, cây được trồng phổ biến khắp cả nước

Hình 1.15Cải bẹ xanh

Hình 1.16Biểu đồ thành phần năng lượng của cải bẹ xanh Bảng 1 5Thành phần dinh dưỡng trong 100 g cải bẹ xanh

1.2.2 Nguyên liệu phụ

1.2.2.1 Cà rốt

Tên khoa học: Daucus carota L

Tên tiếng Anh: Carrot

Họ thực vật: Thuộc họ Hoa tán (Umbelliferae)

Carrot hiện nay có nguồn gốc từ loại carrot dại phổ biến ở vùng Afanishtan, sau đó được lai tạo và được trồng rộng rãi ở châu Âu vào thế kỷ 8 – 10

Hình 1.17Carrot

Hình 1.18Thành phần năng lượng của carrot

Bảng 1.6Thành phần dinh dưỡng trong 100 g carot

Carbohydrate không tiêu hóa

1.2.2.2 Dưa chuột

Tên khoa học: Cucumis sativus

Tên tiếng Anh: Cucumber

Họ thực vật: Thuộc họ bầu bíCucurbitaceae

Là loại rauăn quả thương mại quan trọng, nó được trồng lâu đời trên thế giới và trở thành thực phẩm của nhiều nước Những nước dẫn đầu về diện tích gieo trồng và năng suất là: Trung Quốc, Nga, Nhật Bản, Mỹ, Hà Lan, Thổ Nhĩ Kỳ, Ba Lan, Ai Cập và Tây Ban Nha

Hình 1.20Thành phần năng lượng của dưa chuột

Bảng 1 7Thành phần dinh dưỡng trong 100 g dưa chuột

Chất xơChất béo Protein

Hình 1.19Dưa chuột

Carbohydrate tiêu hóa được 3,63 g

Tên khoa học: Allium ramosum L

Tên tiếng Anh: Chinese Chives

Họ thực vật: Thuộc họ hành Alliaceae

Chúng phát triển tốt trong vùng nhiệt đới và vùng ôn đới của Bắc bán cầu Chiều cao thân cây của chúng dao động từ 5 – 150 cm Trong 1 kg lá hẹ có 5 –

10 g đạm, 5 – 30 g đường, 20 mg vitamin A, 89 g vitamin C, 263 mg canxi,

212 mg phốt pho, nhiều chất xơ.Chất xơ có tác dụng tăng tính nhạy cảm với insulin làm giảm đường huyết, giảm mỡ máu, ngừa xơ mỡ động mạch, bảo vệ tuyến tụy Chất Odorin là một kháng sinh mạnh chống tụ cầu và các vi khuẩn khác

Nghiên cứu gần đây cho thấy, trong lá và củ hẹ có chất sunfua, saponin, chất đắng và một hoạt chất đặt tên là odorin có tác dụng kháng sinh mạnh đối với nhiều loại vi khuẩn như Staphylococcus, Salmonella, Shigella, Subtilis Tính chất kháng sinh này khá bền vững, nhưng nếu đun sôi sẽ hết tác dụng

1.2.3.2 Ớt cay (ớt hiểm) và ớt ngọt (ớt chuông)

Tên khoa học: Capsicum annum L

Tên tiếng Anh: Chili (ớt hiểm) vàPepper (ớt chuông)

Họ thực vật: Thuộc họ cà Solaneceae

1.2.3.3 Tỏi

Tên khoa học: Allium sativum L (tỏi ta) và

Alliumporrum L (tỏi tây)

Tên tiếng Anh: Garlic

Họ thực vật: Thuộc họ hành tỏi Liliaceae

Hình 1.21 Lá và bông hẹ

Hình 1.22Các loại ớt

Hình 1.23Tỏi

1.2.3.4 Gừng

Tên khoa học: Zingiber offcinale Rose

Tên tiếng Anh: Ginger

Họ thực vật: Thuộc họ gừng

1.2.3.5 Hành lá

Tên khoa học: Allium fistulosum L

Tên tiếng Anh: Green onion

Họ thực vật: Thuộc họ hành tỏi (Liliaceae)

1.2.3.6 Hành tây

Tên khoa học: Allium cepa

Tên tiếng Anh: Onion

Hình 1.24Củ gừng

Hình 1.25Củ gừng

Hình 1.26Củ hành tây

Hình 1.27Nước mắm nhĩ

1.2.3.8 Đường

Bảng 1.8Chỉ tiêu chất lượng đường tinh luyện (TCVN 1695 – 87)

Hình dạng

Dạng tinh thể, tương đối đồng đều, tươi, khô, không vón cục

Hàm lượng các tạp chất hữu cơ < 0,14%

Hàm lượng tro < 0,03%

1.2.3.9 Muối

Bảng 1.9Tiêu chuẩn muối dùng trong chế biến thực phẩm

(dựa theo CODEX STAN 150 – 1985, TCVN 3973 – 84, TCVN 3974 – 84)

Chỉ tiêu cảm quan

không có vị lạ

1 – 5 mm (muối phơi cát)

Chỉ tiêu hóa lý

Hàm lượng NaCl tính theo % khối Không lớn hơn 92 – 97

lượng chất khô

Hàm lượng chất không tan trong

nước, tính theo % khối lượng chất

khô

Không lớn hơn 0,25 – 0,4

Hàm lượng ẩm tính theo % Không lớn hơn 9,5 – 13

Hàm lượng các ion tính theo % khối lượng chất khô

MỨC KHUYẾN CÁO

MỨC CAO NHẤT CHO

PHÉP Phương pháp

đổ hộp (sử dụng membrane vi lọc)

Phương pháp MPN +

Tổng số vi khuẩn

10 cfu (37oC)

100 cfu (27oC)

Bao bì dùng làm kim chi đóng hộp thường là lọ thủy tinh trong suốt, không

có vết rạn nứt, có lớp đệm cao su đảm bảo độ kín của lọ Với loại bao bì thủy tinh trong suốt dễ dàng nhìn thấy sản phẩm bên trong, làm tăng tính cảm quan cho sản phẩm, hơn nữa bao bì thủy tinh ít ảnh hưởng tới sự biến đổi xấu của sản phẩm theo thời gian bảo quản như hạn chế được hiện tượng tích tụ kim loại nặng, gây nên mùi xấu, làm giảm chất lượng sản phẩm

Hình 1.28Hũ thủy tinh dùng để đựng kim chi

1.3 Tìm hiểu về cơ chế hình thành sản phẩm kim chi [1], [2], [3], [14]

Bằng cách làm cho chất đường có sẵn trong nguyên liệu chuyển hóa thành acid lactic do quá trình lên men lactic Nhờ vậy sản phẩm có hương vị đặc trưng Ngoài ra, acid lactic còn có tính chất sát trùng, có khả năng ức chế sự hoạt động của

nhiều loại vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm Do đó sản phẩm đã lên men lactic đầy

đủ có thể dùng để ăn ngay, không cần nấu Quá trình lên men lactic trong kim chi

có thể phân thành ba giai đoạn chính:

- Giai đoạn bắt đầu:

Nguyên liệu được nén chặt, có sự trao đổi giữa muối, nước của rau quả và môi trường Muối ăn gây áp suất thẩm thấu lớn nên đường và các chất dinh dưỡng khác

có trong nguyên liệu khuếch tán vào nước muối và bắt đầu có sự hoạt động của vi khuẩn lên men lactic và một số vi sinh vật khác dẫn đến sự lên men Trên bề mặt nước muối thấy xuất hiện những bọt khí, đó là do hoạt động của các vi khuẩn Coli

và một số vi sinh vật có khả năng gây khí khác Chủng vi khuẩn lên men Lactic phát

triển chủ yếu trong thời kỳ này là Leuconostoc mensenteroides Đó là loại cầu

khuẩn có khả năng sinh acid lactic và sinh khí, khả năng tích tụ acid Lactic của chủng này yếu (nhỏ hơn 1%) Quá trình này kết thúc càng nhanh càng tốt, nếu không sẽ lên men tạp

- Giai đoạn 2:

Là giai đoạn lên men yếm khí nên nguyên liệu phải được bọc kín hoặc ngập trong nước tạo điều kiện để lên men lactic dễ dàng Quá trình này xảy ra đến khi vi khuẩn đã lợi dụng hết lượng đường mới ngưng Bên cạnh quá trình lên men lactic, còn có các quá trình lên men khác như lên men rượu… Phần lới vi khuẩn gây thối

bị ức chế vì độ pH của mội trường giảm xuống tới 3 – 3,5 Trong giai đoạn này acid lactic được hình thành, lượng ít hay nhiều có ảnh hưởng lớn đến hoạt động của

vi khuẩn, sản phẩm tích tụ được lượng acid cao nên ở giai đoạn này cần chú ý đặc biệt

- Giai đoạn 3:

Khi acid lactic đã tích tụ với lượng khá cao thì các vi khuẩn lên men lactic cũng

bị ức chế Khi ấy các nấm men và nấm mốc có khả năng phát triển mạnh, làm giảm chất lượng của sản phẩm vì chúng có khả năng phân hủy acid lactic mạnh.Vì vậy trong thời kỳ này cần ngăn ngừa các hiện tượng trên bằng cách bảo quản sản phẩm

ở nhiệt độ thấp (2 – 4°C) Sự lên men lactic lúc này được tiến hành qua phản ứng sau:

C6H12O6 CH3 – C – COOH

O

CH3 – C – COOH + H CH3CHOH – COOH

Phương trình 1.1.Phản ứng tạo sản phẩm phụ trong lên men dị hình

1.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến qua trình sản xuất kim chi

Nhìn chung các quá trình sản xuất kim chi cho dù có khác nhau về cơ chế, về điều kiện lên men nhưng đều có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường nhất định Các yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến quá trình sản xuất kim chi là: Nồng độ muối ăn, hàm lượng đường trong sản phẩm (đường có sẵn trong nguyên liệu và đường bổ sung), độ pH của sản phẩm, hệ vi sinh vật trong sản phẩm và nhiệt độ của sản phẩm

• Nhiệt độ

Là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến lớn đến sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn Nhiệt độ lên men và nhiệt độ tàng trữ sản phẩm ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình sản xuất kim chi và tới chất lượng sản phẩm Mỗi loại vi sinh vật đều có một yêu cầu nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của nó Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men là trên dưới 29°C Ngoài ra còn có những cách khác để bảo quản kim chi, chẳng hạn như thanh trùng Pasteur, không hoặc có sử dụng chất bảo quản, đóng hộp, lọ, sử dụng chất thêm vào thực phẩm và bức xạ nhiệt Quá trình xử lý nhiệt chủ

yếu được thiết kế nhằm điều chỉnh Lactobacillus và các vi sinh vật khác đóng vai

trò trong sự quá chín ở giai đoạn sau của lên men Quá trình đóng hộp các sản phẩm thương mại kim chi cũng được phát triển hơn Tuy nhiên kim chi sẽ không còn độ tươi giòn như ban đầu do đã trải qua xử lý nhiệt Quá trình xử lý nhiệt kim chi chủ

yếu là để loại bỏ các vi khuẩn Lactobacillus plantarum hay Lactobacillus brevis

sinh trưởng và phát triển trong lên men kim chi

• pH và điều kiện không khí

Mỗi loại vi sinh vật lên men đều thích ứng ở một độ acid khác nhau Acid lactic được tạo ra trong quá trình sản xuất kim chi, khi ở nồng độ 0,5% đã có thể ức

O

chế một số hoạt động của sinh vật lạ khác có ảnh hưởng đến quá trình sản xuất kim chi Trong quá trình sản xuất kim chi, acid lactic tích tụ nhiều làm cho pH giảm xuống đến 3 – 4, khi tích tụ khá nhiều từ 1 – 2% acid lactic trong sản phẩm thì làm ngưng hoạt động của vi khuẩn lên men lactic và quá trình lên men lactic ngừng lại Nồng độ của acid lactic tức là pH của mội trường phụ thuộc vào lượng đường ban đầu, nồng độ muối của dung dịch và điều kiện tiến hành quá trình lên men

• Hàm lượng đường

Là cơ chất cho quá trình lên men Là nguồn tích tụ acid lactic Trong trường hợp hàm lượng đường trong nguyên liệu không đủ thì hàm lượng đường acid lactic tích tụ trong sản phẩm cũng không đạt mức yêu cầu Khi ấy sản phẩm có hương vị kém và dễ hư hỏng trong quá trình tàng trữ Vì vậy cần chọn loại nguyên liệu có độ đường đạt yêu cầu và khi cần thì phải bổ sung lượng đường ở ngoài vào

Kim và cộng sự (1989) đã nghiên cứu về nồng độ đường của củ cải để nâng cao khả năng bảo quản kim chi củ cải cắt khối nhỏ bằng việc điều chỉnh tính acid ở giai đoạn kết thúc quá trình lên men Tính acid đạt được cuối quá trình lên men trực tiếp tỷ lệ với nồng độ đường trong củ cải với giá trị là 0,29x + 0,4428, trong đó x là nồng độ đường của củ cải Những nhà khoa học này còn nghiên cứu mối quan hệ của nồng độ các chất hòa tan của cải thảo baechu và độ acid cuối cùng của kim chi Kết quả cho thấy độ acid cuối cùng trong kim chi được nghiên cứu cũng tỷ lệ trực tiếp với nồng độ các chất hòa tan của cải thảo (x) với giá trị là 0,3x + 0,7799 [17]

• Nồng độ muối

Muối có vai trò quan trọng quá trình chế biến và ảnh hưởng đến phẩm chất của thành phẩm 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 chứa nhiều đường và một số chất dinh dưỡng khác, tạo điều kiện thuận lợi cho các vi khuẩn lên men lactic phát triển, làm cho sản phẩm đạt được chất lượng cao

• Giống khởi động

Nhằm điều chỉnh tốt hơn quá trình lên men kim chi, các nhà khoa học đã có

những nỗ lực nghiên cứu sử dụng giống khởi động trong lên men kim chi Lac

plantarum, Lac brevis, Ped cerevisiae, và Leu mesenteroides phân lập từ kim chi