2.1. Quy trình lên men lactic
2.1.1. Sơ đồ quy trình
Nguyên liệu ® rửa sạch ® Sơ chế ® xếp thùng + rau gia vị ® Rót dịch muối [2 –3%] ® nén chặt ® đậy kín ® lên men ® sản phẩm.
2.1.1. Thuyết minh quy trình
* Nguyên liệu
- Các loại rau: bắp cải, Rau cải, dưa chuột…..
Yêu cầu: nguyên liệu không bị sâu thối, dập nát…đạt tiêu chuẩn chế biến
* Rửa sạch
* Sơ chế
Với nguyên liệu là dưa chuột thì để nguyên quả. Sau khi rửa sạch bỏ hoa, cuống quả đem xếp thùng
Với nguyên liệu là rau cải, bắp cải…tiến hành cắt khúc, thái sợi
Các loại rau gia vị thái khúc, thái lát mỏng
* Xếp thùng
Với quy mô lớn thường sử dụng bể, thùng nhựa có thể tích lớn
Với quy mô nhỏ sử dụng chum, vại, thùng để chứa đựng
Yêu cầu bể, thùng, chum, vại…phải được rửa sạch đất cát, bụi bẩn và khử trùng [sử dụng nước nóng] nhằm tránh nhiễm tạp vi sinh vật vào sản phẩm
Khi xếp thùng cho rau gia vị vào thùng trước, sau đó cho nguyên liệu chính
* Rót dịch muối
Dung dịch muối chua sử dụng dịch có nồng độ muối 2 – 3%. Để sản phẩm nhanh chua, rút ngắn thời gian muối chua có thể bổ sung thêm 2 – 3% đường [tạo sinh khối cho vi khuẩn lactic]
* Nén chặt
Sử dụng phên tre nén chặt nguyên liệu, đảm bảo nguyên liệu chính, nguyên liệu phụ ngập trong nước tránh hư hỏng
* Lên men
+ Cơ sở khọc của muối chua rau quả
Khái niệm: Muối chua rau quả là một quá trình lên men nhờ vi khuẩn lactic có trong nguyên liệu, để chuyển hoá các chất ở trong nguyên liệu [chủ yếu là đường], thành axit lactic, tạo cho sản phẩm có hương vị thơm, ngon hấp dẫn đặc trưng riêng
Đây là quá trình lên men hoàn toàn tự nhiên, bởi nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau cùng tham gia, trong đó chủ yếu là vi khuẩn lactic. Vì thế có thể coi muối chua rau quả là phương pháp cất giữ bảo quản sản phẩm rau quả bằng cách tạo điều kiện lên men có lợi
* Cơ sở khoa học của phương pháp
+ Dựa vào sự chuyển hoá, lên men của đường có trong nguyên liệu thành axit lăctic do vi khuẩn lăctic thực hiện.
Phương trình như sau: C6H12O6 ® 2CH3CHOHCOOH + 18Kcal.
Trong thực tế môi trường không khí và phần lớn các loại nguyên liệu rau quả đều chứa vi sinh vật trong đó có khoảng 3- 6% là vi sinh vật lên men lactic
+ Axit lactic được tạo thành trong sản phẩm có tính sát khuẩn nên có khă năng ức chế hoạt động của các vi sinh vật gây thối hỏng khác, có tác dụng bảo quản sản phẩm trong một thời gian nhất định [ức chế vi khuẩn Butylic, vi khuẩn propionic..]
Lượng axit lactic được tạo thành trong sản phẩm có hương vị thơm ngon đặc trưng riêng của sản phẩm muối chua nên có tác dụng kích thích tiêu hoá.
+ Vi khuẩn lactic luôn có sẵn trên bề mặt nguyên liệu và môi trường [3 – 6%] đủ để phát triển simh khối và quá trình lên men của nguyên liệu. Nếu thiếu có thể bổ sung từ ngoài vào
+ Đường, muối và gia vị đưa vào trong muối chua có tác dụng điều hoà vị, tăng hương thơm đặc trưng, tạo điều kiện cho quá trình lên men thuận lợi, làm tăng thời hạn bảo quản sản phẩm. Vì đường có tác dụng cung cấp nguồn cacbon cho vi khuẩn sử dụng do vậy có tác dụng làm tăng sinh khối, tạo ra nồng độ axit lactic cao ngay từ thời gian đầu, ức chế được các vi khuẩn gây thối hỏng khác phát triển. Muối có vai trò tạo áp suất thẩm thấu để gây ra hiện tượng co nguyên sinh cho tế bào thực vật. Dịch bào chứa các chất hoà tan thẩm thấu ra ngoài môi trường, có tác dụng thúc đẩy quá trình lên men nên làm tăng chất lượng sản phẩm. Mặt khác muối cũng làm tăng áp suất thẩm thấu cho tế bào vi sinh vật có tác dụng, ức chế các hoạt động sống của chúng, làm giảm sự thối hỏng sản phẩm. Nồng độ muối sử dụng = 5- 7% thì có tác dụng bảo quản.
Khi sản phẩm lên men lactic đầy đủ có thể sử dụng ngay không cần gia nhiệt.
+Quá trình lên men lactic
Xảy ra qua ba giai đoạn chủ yếu sau:
* Giai đoạn 1: Đường, muối, các chất hoà tan có trong dịch bào nguyên liệu được thẩm thấu ra ngoài nhờ áp suất thẩm thấu, tạo điều kiện cho vi khuẩn lactic và các vi sinh vật vật khác phát triển tăng sinh khối và chuyển hoá đường thành axit lăctic và giải phóng năng lượng. Giai đoạn này chủ yếu là vi khuẩn lăctic Leuconostoc mensenteroides phát triển mạnh, đây là loài vi khuẩn sinh axit và sinh khí. Cho nên có thể dễ nhận thấy trên bề mặt khối dịch lên men có nhiều bọt khí [Steptococus lăctic].
Lên men lăctic là dạng lên men chủ yếu, lượng axit lăctic sinh ra ở giai đoạn này < 1%.
Song song với quá trình lên men chính còn có quá trình lên men rượu là do có mặt của vi khuẩn lên men rượu hoạt động làm biến đổi đường thành rượu và giải phóng CO2
Quá trình lên men này không phải là chủ yếu nhưng xảy ra song song tạo ra một lựơng cồn nhất định [0,5- 0,7%] trong sản phẩm và làm cho hương vị của sản phẩm được tăng thêm
* Giai đoạn 2: Ở giai đoạn này lượng vi khuẩn lăctic đạt cao nhất và axit lăctic cũng được tích tụ nhiều nhất làm cho độ pH của dịch men giảm nhanh [pH = 3 –3,5].
Do môi trường axit như vậy nên các vi khuẩn gây thối mốc khác không phát triển được và bị giảm nhanh. Ở giai đoạn này hương vị đặc trưng của sản phẩm lên men cao. Chất lượng sản phẩm cuối cùng phụ thuộc rất nhiều vào giai đoạn này
Cuối giai đoạn 2 khi nồng độ axit đạt cực đại [1-2%] thì lại ức chế phát triển của vi khuẩn lăctic. Cuối giai đoạn này xảy ra quá trình lên men axetic là do hoạt động của vi khuẩn hảo khí chuyển hoá đường thành axit axetic. Axit axetic có vị chua gắt. Nếu axit này được hình thành nhiều sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và có thể ảnh hưởng đến cả mùi của sản phẩm. Vì nó chuyển hoá bớt một lượng rượu trong sản phẩm
Biện pháp bảo quản lạnh hoặc sử dụng chất sát trùng
Quá trình lên men thích hợp ở điều kiện nhiệt độ 50- 55oC
* Giai đoạn 3:
Do pH trong môi trường quá thấp nên lượng vi khuẩn lăctic bị giảm dần thay vào đó là nấm sợi nấm men, vi khuẩn gây thối phát triển mạnh dẫn tới làm hỏng nhanh chóng sản phẩm. Tức là khối rau quả lên men bị các vi khuẩn thối phá huỷ. Trong đó điển hình là vi khuẩn len men butyric.
Lên men butyric là lên men do hoạt động của một số vi sinh vật yếm khí chuyển hoá đường, axit lăctic thành axit butyric + H2 + CO2. Điều kiện để lên men xảy ra ở nhiệt độ 30– 40oC, pH = 4,7- 8,3. Quá trình lên men này thường xẩy ra vào cuối giai đoạn của quá trình muối chua khi lượng axit lăctic giảm đáng kể và nước rau quả muối chua có hiện tượng bị nhớ
Biện pháp kỹ thuật:
Không nên để kéo dài giai đoạn 3. Nếu muốn kéo giai đoạn 2, khi lượng axit lăctic đạt nồng độ trên 1%, nên đưa sản phẩm đi bảo quản ở nhiệt độ 2 – 40C hoặc sử dụng chất bảo quản như axit ascorbic, natribenzoate để ức chế sự phát triển của nấm men và nấm sợi.
Ngoài ra trong quá trình lên men lăctic còn có quá trình phân huỷ protein do hoạt động của vi sinh vật lên men thối rữa tạo mùi khú cho sản phẩm.
+ Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men lactic
Lên men lactic bị ảnh hưởng bởi các yếu tố ngoại cảnh của môi trường là
*. Nồng độ muối
Muối cho vào sản phẩm có tác dụng:
+ Tạo ra áp suất thẩm thấu của môi trường cao hơn áp suất trong dịch bào rau quả do đó dịch từ trong tế bào thoát ra ngoài được dễ dàng tạo điều kiện cho vi khuẩn lăctic lên men thuận lợi.
+ Muối có dụng làm đông tụ chất nguyên sinh màng tế bào thực vật không còn có tính bán thấm nên nước từ trong tế bào thoát ra ngoài.
+ Muối có tác dụng tạo ra áp suất thẩm thấu, gây co nguyên sinh, ức chế hoạt động sống của vi sinh vật ở nồng độ từ 2 – 4% và nồng độ muối càng cao thì khả năng ức chế vi sinh vật hoạt động của càng lớn và giảm được sự gây hại. Riêng vi khuẩn lăctic chịu được nồng độ muối cao hơn 5 - 7%. Nếu nồng độ muối cao trên 15% thì tất cả các vi sinh vật đều không hoạt động được. Khi đó sản phẩm không phải là muối chua mà là muối mặn. Trong thực tế nồng độ muối sử dụng cho muối chua thường là 3 – 5% hoặc dung dịch nước muối 6- 10%.
*. Hàm lượng đường [bao gồm cả đường trong nguyên liệu và đường bổ sung vào].
+ Đường là nguyên liệu cho lên men tạo ra axit lactic.
+ Trong nguyên liệu chỉ cần lượng đường 2 –3% là đủ cho quá trình lên men lactic.
+ Nếu nguyên liệu có hàm lượng đường thấp thì lượng axit lactic tích tụ trong sản phẩm ít không đạt yêu cầu làm cho sản phẩm có hương vị kém và dễ bị hư hỏng trong khi tồn trữ và bảo quản
+ Nên chọn nguyên liệu có hàm lượng đường cao trên 2% và có thể bổ sung thêm đường từ ngoài vào.
*. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Vi khuẩn lactic có hai loại ưa ấm 20oC đến 40OC và ưa nhiệt 40 đến 50OC
Thường vi khuẩn lactic hoạt động trong khoảng nhiệt độ 15 –40oC
Quá trình lên men lactic xảy ra ở nhiệt độ tối thích 25 – 40oC và ở nhiệt độ này các loại vi sinh vật khác cũng hoạt động mạnh 20oC £ toC £ 36- 40oC
Thực tế trong điều kiện lên men công nghiệp thường tiến hành ở điều kiện nhiệt độ 15 –20oC
*. Ảnh hưởng của pH môi trường
Đối với vi sinh vật pH thích hợp cho hoạt động sống của chúng là 4,7- 8,3 tuỳ thuộc vào loại vi sinh vật.
Đối với vi khuẩn lên men lactic rất nhạy cảm với độ pH của môi trường, thích hợp với môi trường có pH axit [pH = 3- 4,5]. Ở độ pH này phần lớn các vi sinh vật khác hoạt động bị ức chế đáng kể. Độ axit của sản phẩm có ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men lactic. Nếu lượng axit trong môi trường tích tụ nhiều làm cho pH quá thấp