nghiên cứu chế biến củ sắn muối chua

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

HUỲNH THỊ PHƯƠNG HIỀN

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN CỦ SẮN
MUỐI CHUA

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Người hướng dẫn:
Ths. LÊ MỸ HỒNG

Cần Thơ, 2012


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “Nghiên cứu chế biến củ sắn muối chua”
do sinh viên Huỳnh Thị Phương Hiền thực hiện và báo cáo đã được hội đồng
chấm luận văn thông qua.
Giáo viên hướng dẫn

Lê Mỹ Hồng
Cần Thơ, ngày………tháng……năm 2012
Chủ tịch hội đồng

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

i


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

LỜI CẢM TẠ
Sau quá trình học tập ở trường niên khóa 2010 – 2012 tôi đã được quí thầy cô
Bộ môn Công nghệ thực phẩm tận tình dạy dỗ và truyền đạt những kiến thức
chuyên môn quý báu để giúp tôi làm hành trang bước vào thực tế. Tôi xin
chân thành gửi lời cảm ơn quý thầy cô đã tận tình dạy dỗ trong suốt thời gian
qua.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến cô Lê Mỹ Hồng đã tận tình hướng dẫn cho tôi
trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp. Và cũng xin cảm ơn các
cán bộ phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Nông nghiệp
và Sinh học Ứng dụng trường Đại học Cần Thơ đã tận tình giúp đỡ và tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn.
Chân thành cảm ơn sự góp ý và hỗ trợ của các bạn lớp liên thông công nghệ
thực phẩm khóa 36 và các bạn lớp công nghệ thực phẩm khóa 34 trong suốt
thời gian học cũng như trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn!
Huỳnh Thị Phương Hiền

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

ii

Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC ...................................................................................................................... iii
DANH SÁCH BẢNG....................................................................................................... v
DANH SÁCH HÌNH....................................................................................................... vi
TÓM LƯỢC .................................................................................................................. vii
CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................... 1
1.1 TỔNG QUAN ........................................................................................................ 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .................................................................................. 2
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU......................................................................... 3
2.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU ....................................................................... 3
2.1.1 Nguyên liệu chính............................................................................................ 3
2.1.2 Nguyên liệu phụ .............................................................................................. 4
2.2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN LACTIC........................... 7
2.2.1 Ứng dụng của lên men lactic........................................................................... 7
2.2.2 Vi sinh vật trong quá trình lên men lactic...................................................... 7
2.2.3 Môi trường sinh sống và phát triển................................................................ 9
2.2.4 Các dạng của quá trình lên men lactic ......................................................... 11
2.2.5 Vai trò của acid lactic và muối trong quá trình muối chua......................... 12
2.2.6 Các giai đoạn của quá trình lên men............................................................ 12
2.2.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic .................................... 13
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 15
3.1 PHƯƠNG TIỆN................................................................................................... 15
3.1.1 Địa điểm......................................................................................................... 15
3.1.2 Nguyên liệu.................................................................................................... 15

3.1.3 Hóa chất sử dụng .......................................................................................... 15
3.1.4 Thiết bị, dụng cụ ........................................................................................... 15
3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................... 15
3.2.1 Phương pháp thí nghiệm .............................................................................. 15
3.2.2 Phương pháp phân tích................................................................................. 16
3.2.3 Qui trình thí nghiệm ..................................................................................... 16
3.3 NỘI DUNG VÀ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ............................................................ 17
3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ CaCl2, thời gian chần đến chất lượng và quá
trình lên men sản phẩm......................................................................................... 17
3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ muối NaCl đến thời gian lên men ................ 17
3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản và chất bảo quản đến chất lượng
sản phẩm và thời gian bảo quản. .......................................................................... 18
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................. 20
4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU ............................... 20
4.2 KẾT QUẢ ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ CaCl2, THỜI GIAN CHẦN ĐẾN
CHẤT LƯỢNG VÀ QUÁ TRÌNH LÊN MEN CỦA SẢN PHẨM .......................... 21
4.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2, thời gian chần đến hàm lượng acid lactic 21
4.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2, thời gian chần đến pH dịch lên men......... 23
4.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2, thời gian chần đến cấu trúc (độ cứng) của
sản phẩm ................................................................................................................ 25
4.2.4 Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2, thời gian chần đến giá trị cảm quan về mùi,
vị và độ giòn của sản phẩm.................................................................................... 27
4.3 KẾT QUẢ ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ MUỐI NaCl ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN
MEN LACTIC. .......................................................................................................... 30

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

iii

Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

4.4 KẾT QUẢ ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ VÀ CHẤT BẢO QUẢN ĐẾN CHẤT
LƯỢNG SẢN PHẨM VÀ THỜI GIAN BẢO QUẢN .............................................. 34
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................... 37
5.1 KẾT LUẬN .......................................................................................................... 37
5.2 ĐỀ NGHỊ.............................................................................................................. 37
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 38
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... viii
1. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU............................ viii
2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỐNG KÊ................................................................. xiii

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

iv


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của các hạng muối............................................................. 5
Bảng 2.2 Độ hòa tan ở các loại muối ở các nhiệt độ khác nhau (trong 100 phần nước)....... 6
Bảng 2.3: Một số đặc tính của vi khuẩn lactic.................................................................... 7
Bảng 2.4: Các dạng lên men của một số loài thuộc giống Lactobacillus ............................. 8
Bảng 2.5: Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn lactic .................................... 9

Bảng 2.6: pH thích hợp cho hoạt động của vi khuẩn lactic ............................................... 10
Bảng 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm .................................................................................... 17
Bảng 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm .................................................................................... 19
Bảng 4.1: Kết quả phân tích thành phần nguyên liệu củ sắn............................................. 20
Bảng 4.2: Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2, thời gian chần và hàm lượng acid đến giá trị cảm
quan sản phẩm................................................................................................................. 28
Bảng 4.3: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nồng độ CaCl2 đến giá trị cảm quan sản phẩm.
........................................................................................................................................ 29
Bảng 4.4: Kết quả thống kê ảnh hưởng của thời gian chần đến giá trị cảm quan sản phẩm.
........................................................................................................................................ 29
Bảng 4.5: Kết quả thống kê ảnh hưởng của hàm lượng acid đến giá trị cảm quan sản phẩm.
........................................................................................................................................ 30
Bảng 4.6: Ảnh hưởng của tỷ lệ muối NaCl đến quá trình lên men của sản phẩm, tính theo
acid lactic. ....................................................................................................................... 31
Bảng 4.7: Ảnh hưởng của tỷ lệ muối NaCl đến pH dịch lên men sản phẩm...................... 32
Bảng 4.8: Ảnh hưởng của hàm lượng muối của sản phẩm trong quá trình lên men sử dụng
nồng độ muối khác nhau.................................................................................................. 32
Bảng 4.9: Ảnh hưởng của tỷ lệ muối đến độ cứng (g) sản phẩm....................................... 33
Bảng 4.10: Ảnh hưởng của tỷ lệ muối NaCl đến giá trị cảm quan của sản phẩm .............. 33
Bảng 4.11: Ảnh hưởng của tỷ lệ muối NaCl đến giá trị cảm quan của sản phẩm .............. 34
Bảng 4.12: Ảnh hưởng của hàm lượng acid đến giá trị cảm quan của sản phẩm ............... 34
Bảng 4.13: Ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản và natribenzoat đến biến đổi hàm lượng acid
trong thời gian bảo quản sản phẩm. ................................................................................. 35
Bảng 4.14: Ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản và chất lượng bảo quản đến pH trong thời gian
bảo quản.......................................................................................................................... 35

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

v

Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH
Trang
Hình 2.1: Cây củ đậu......................................................................................................... 3
Hình 2.2: Hạt tiêu .............................................................................................................. 4
Hình 2.3: Cà rốt................................................................................................................. 4
Hình 3.1: Qui trình tổng quát chế biến rau muối chua...................................................... 16
Hình 4.1: Nguyên liệu củ sắn ...................................................................................... 20
Hình 4.2: Nguyên liệu sau khi xử lý ................................................................................ 20
Hình 4.3: Nguyên liệu củ sắn đang lên men .................................................................... 20
Hình 4.4: Sản phẩm củ sắn muối chua ............................................................................. 20
Hình 4.5: Ảnh hưởng của thời gian chần đến quá trình lên men sản phẩm không sử dụng
nồng độ CaCl2 ................................................................................................................. 21
Hình 4.6: Ảnh hưởng của thời gian chần đến quá trình lên men sản phẩm sử dụng nồng độ
CaCl2 0,3%...................................................................................................................... 21
Hình 4.7: Ảnh hưởng của thời gian chần đến quá trình lên men sản phẩm sử dụng nồng độ
CaCl2 0,6%...................................................................................................................... 22
Hình 4.8: Ảnh hưởng của thời gian chần đến quá trình lên men sản phẩm sử dụng nồng độ
CaCl2 0,9%..................................................................................................................... 22
Hình 4.9: Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2 đến quá trình lên men ở thời gian chần 2 phút. 23
Hình 4.10: Ảnh hưởng của thời gian chần đến pH dịch lên men của sản phẩm không sử
dụng nồng độ CaCl2 ........................................................................................................ 23
Hình 4.11: Ảnh hưởng của thời gian chần đến pH dịch lên men của sản phẩm sử dụng nồng
độ CaCl2 0,3%................................................................................................................. 24
Hình 4.12: Ảnh hưởng của thời gian chần đến pH dịch lên men của sản phẩm sử dụng
nồng độ CaCl2 0,6% ........................................................................................................ 24

Hình 4.13: Ảnh hưởng của thời gian chần đến pH dịch lên men của sản phẩm sử dụng nồng
độ CaCl2 0,9%................................................................................................................. 24
Hình 4.14: Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2 đến pH dịch lên men sản phẩm ở thời gian chần
2 phút .............................................................................................................................. 25
Hình 4.15: Ảnh hưởng của thời gian chần đến độ cứng sản phẩm không sử dụng nồng độ
CaCl2 .............................................................................................................................. 25
Hình 4.16: Ảnh hưởng của thời gian chần đến độ cứng sản phẩm sử dụng nồng độ CaCl2
0,3%................................................................................................................................ 26
Hình 4.17: Ảnh hưởng của thời gian chần đến độ cứng sản phẩm sử dụng nồng độ CaCl2
0,6%................................................................................................................................ 26
Hình 4.18: Ảnh hưởng của thời gian chần đến độ cứng sản phẩm sử dụng nồng độ CaCl2
0,9%................................................................................................................................ 26
Hình 4.19: Ảnh hưởng của nồng độ CaCl2 đến độ cứng của sản phẩm ở thời gian chần 2
phút................................................................................................................................. 27

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

vi


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

TÓM LƯỢC
Rau muối chua là một sản phẩm tiêu biểu của phương pháp chế biến cổ truyền ở
nước ta và nhiều nước trên thế giới. Ở nước ta, sản phẩm rau muối chua thường
được chế biến theo qui mô gia đình, thủ công nên chất lượng sản phẩm không ổn
định và khả năng bảo quản bị hạn chế. Đồng thời cũng đã có rất nhiều loại rau quả
được nghiên cứu và chế biến ra nhiều loại sản phẩm muối chua nhằm đa dạng hóa

sản phẩm để phục vụ nhu cầu người tiêu dùng như bồn bồn muối chua, cà pháo
muối chua, su hào muối chua….Bên cạnh đó, cũng xác định các điều kiện thích hợp
cho quá trình muối chua.
Chính vì thế, đề tài “nghiên cứu chế biến củ sắn (củ đậu) muối chua” được tiến
hành nhằm góp phần đa dạng hóa sản phẩm. nên mục tiêu của đề tài này là khảo sát
các yếu tố ảnh hưởng đến qui trình chế biến sản phẩm củ sắn muối chua như: ảnh
hưởng nồng độ CaCl2, thời gian chần đến chất lượng và quá trình lên men sản
phẩm; ảnh hưởng của tỷ lệ muối NaCl đến thời gian lên men; ảnh hưởng của nhiệt
độ bảo quản và chất bảo quản đến chất lượng sản phẩm.
Kết quả thí nghiệm cho thấy, củ sắn chần trong thời gian 2 phút ở nồng độ CaCl2
0,6% sẽ cho sản phẩm có hương vị và cấu trúc (độ cứng, g) đạt chất lượng tốt. Để
sản phẩm lên men và có mùi vị đặc trưng của sản phẩm muối chua thì ở tỷ lệ muối
4% và thời gian lên men 6 ngày. Ngoài ra, để sản phẩm muối chua được bảo quản
trong thời gian lâu thì cần bảo quản ở nhiệt độ lạnh và kết hợp với chất bảo quản
như natribenzoat.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

vii


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 TỔNG QUAN
Các sản phẩm thực phẩm lên men truyền thống là một trong các loại sản phẩm lên
men phổ biến của các dân tộc trên thế giới. Đó là một loại thực phẩm thủ công,
mang sắc thái kinh nghiệm và bản sắc riêng của từng dân tộc. Công nghệ sản xuất

các sản phẩm thực phẩm lên men truyền thống được thực hiện của cả một dân tộc
và được truyền đạt từ đời này qua đời khác. Theo thời gian, các sản phẩm lên men
truyền thống ngày càng được mở rộng cả về chủng loại và phương pháp chế biến.
Do tính chất đặc biệt của nó mà sản phẩm lên men truyền thống có một vị trí riêng
cho từng vùng, nó mang sắc thái của một nền văn hóa riêng. Hầu như mỗi dân tộc
đều có riêng những sản phẩm thực phẩm lên men truyền thống của mình với những
nét riêng rất đặc trưng, mang đậm dấu ấn quê hương.
Rau quả cần cho đời sống con người không chỉ để phối liệu trong khẩu phần ăn
hàng ngày, nhằm cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng, các chất khoáng, các sinh tố
thiết yếu cho cơ thể con người, mà còn là thành phần chủ yếu không thể thay thế
được bằng các chất khác trong nhu cầu thực phẩm, nhu cầu đề kháng bệnh tật của
cơ thể sống. Rau quả muối chua là sản phẩm thuộc nhóm sản phẩm lên men lactic.
Việc muối chua rau quả vừa nhằm mục đích bảo quản rau quả, vừa làm tăng giá trị
cảm quan của sản phẩm nguyên liệu. Rau quả muối chua có hương vị đặc trưng, có
thể sử dụng ăn ngay mà không cần phải chế biến.
Nguồn gốc của quá trình bảo quản rau quả bằng phương pháp lên men có từ thời cổ
đại. Trên thế giới, hầu hết rau quả được lên men với qui mô nhỏ, như trong điều
kiện gia đình hoặc bởi những người buôn bán nhỏ. Hiện nay có một số mặt hàng
sản xuất dạng này như dưa bắp cải, dưa chuột muối chua và ôliu muối chua…Có sự
gia tăng quan tâm trong phạm vi rộng các loại rau quả lên men khác và nước ép rau
quả lên men, đặc biệt ở thị trường Châu Âu; tuy nhiên, các dạng thương mại hầu hết
được sản xuất với qui mô nhỏ. Kimchi Hàn Quốc, mang tính truyền thống trong các
bữa ăn gia đình, gần đây cũng đã được thương mại hoá.
Ngày nay, công nghệ phát triển thì nhu cầu về chất lượng lẫn đa dạng hóa sản phẩm
thực phẩm của con người càng được chú trọng. Cũng chính vì thế đã có nhiều
nghiên cứu cho ra những sản phẩm mới, hay khắc phục những qui trình chế biến cũ
để sản phẩm được hoàn thiện hơn. Góp phần tạo nên đa dạng hóa sản phẩm trên thị
trường đề tài “Nghiên cứu chế biến củ sắn muối chua” được tiến hành.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

1


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Nhằm chế biến củ sắn muối chua có chất lượng tốt, đa dạng hóa sản phẩm trên thị
trường, nên mục tiêu của đề tài này là khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến qui trình
chế biến sản phẩm sắn muối chua, được tiến hành theo các thí nghiệm sau:
- Khảo sát ảnh hưởng nồng độ CaCl2, thời gian chần đến chất lượng và quá
trình lên men sản phẩm.
- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ muối NaCl đến thời gian lên men.
- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và chất bảo quản đến chất lượng và thời
gian bảo quản sản phẩm.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

2


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU
2.1.1 Nguyên liệu chính

2.1.1.1 Nguồn gốc
- Tên khoa học: Pachyrhizus erosus (L.) Urb
- Họ: thuộc chi Pachyrhizus của họ Đậu (Fabaceae).
Cây củ đậu hay củ sắn, sắn nước (theo cách gọi miền Nam) là một cây dây leo có
nguồn gốc từ Mexico và Trung Mỹ.
Cây củ sắn là một loại cây leo, củ do rễ phình
to mà thành. Vỏ củ có màu vàng và mỏng như
giấy còn ruột có màu trắng kem hơi giống
ruột khoai tây hay quả lê. Lá kép gồm 3 lá
chét, mỏng. Hình hơi quả trám dài 4-8cm,
rộng 4-12cm, những lá phía dưới không đối
xứng. Hoa màu tím nhạt, khá lớn, mọc thành
chùm dài ở kẽ lá. Quả hơi có lông, không
cuống, dài 12cm, rộng 12mm, ở khe các hạt
hơi lõm xuống. Trong quả có tới 9 hạt, đường
kính khoảng 7mm, hình thấu kính. Hạt cứng
khó giã nhỏ.
Cây củ sắn được trồng khắp nơi ở Việt Nam
vùng đồng bằng cũng như miền núi để lấy rễ
củ ăn, hạt dùng làm thuốc, nhưng ít dùng vì có
độc. Mùa thu hoạch hạt: tháng 11-12.
Hình 2.1: Cây củ đậu
(www.vi.wikipedia.org)

2.1.1.2 Thành phần hóa học
Trong rễ củ, sau khi đã bóc vỏ có tới 90% nước, 2,4% tinh bột, 4,51% đường toàn
bộ (biểu thị bằng glucoza), 1,46% protid, 0,39% chất vô cơ, không thấy có chất béo,
không thấy có tanin, không có acid xyanhydric. Có men peroxydaza, amylaza và
photphataza.
Trong hạt củ sắn có 12,27% độ ẩm; 20,13% chất béo; 30,61% chất protid, 4,8%

tanin, 5,85% tinh bột, 3,25% đường toàn bộ (biểu thị bằng đường glucoza). Trong
hạt củ sắn có một chất độc gọi là rotenon C23H22O6 và tephrosin C23H22O7. Tỷ lệ
rotenon trong hạt củ sắn khoảng 0,56-1,01%. Trong lá cũng có các chất như trong
hạt. (Đỗ Tất Lợi, 2001)

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

3


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

2.1.1.3 Tình hình sản xuất củ sắn
Củ đậu hay còn gọi là củ sắn, sắn nước (theo cách gọi miền Nam) được trồng chủ
yếu ở các xã Đồng Gia, Cẩm La, Kim Tân, Tam Kỳ . . . của huyện Kim Thành, tỉnh
Hải Dương với diện tích hàng năm từ 350 - 500 ha. Các giống đang được nhân dân
trồng chủ yếu là giống Trung Quốc và giống miền Nam (gọi theo xuất xứ của
giống). Những năm gần đây cây củ sắn cho hiệu quả kinh tế tương đối cao bình
quân 90-110 triệu đồng/ha). Ngoài ra, củ sắn được trồng theo biện pháp kỹ thuật
Vietgap cho năng suất vượt trội, trọng lượng một củ từ 150 - 200g; năng suất ước
đạt từ 2 đến 2,2 tấn/sào, với giá bán hiện nay từ 3000 – 3500 đồng/kg thì một sào
cũng cho thu khoảng từ 6–7 triệu đồng, cao hơn diện tích đối chứng từ 1 đến 1,5
triệu đồng. Việc áp dụng tiêu chuẩn Vietgap vào sản xuất là hướng đi đúng đắn và
bước đầu thu được kết quả (Kiến thức Nông nghiệp - Trồng trọt, 2011 ).
2.1.2 Nguyên liệu phụ
2.1.2.1 Tiêu xanh
- Tên khoa học: Piper nigrum L.
- Họ: Hồ tiêu Piperaceae

Cây có nguồn gốc Ấn Độ, được trồng ở nhiều
nước nhiệt đới. Ở Việt Nam, được trồng nhiều ở
vùng miền Trung như Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng
Bình; Tây nguyên và Nam bộ như Đồng Nai, Phú
Quốc. Hạt chứa khoảng 2% tinh dầu, gồm
monoterpene, sesquiterpene và hợp chất chứa
oxy; và alkaloid như piperine, piperetin, chavicin.
(C.Perakis, 2005; Đỗ Tất Lợi, 1995; Phạm Hoàng
Hộ, 1999, tạp chí nghiên cứu khoa học, 2006).
Hình 2.2: Hạt tiêu
(www.vi.wikipedia.org)

2.1.2.2 Cà rốt
- Tên khoa học: Daucus carota L.
- Tên tiếng Anh: Carrot.
- Họ thực vật: thuộc họ Hoa tán (Umbelliferae)
Củ cà rốt là phần rễ của cây cà rốt, được trồng ở
khắp mọi nơi trên thế giới và có quanh năm. Cà
rốt chứa nhiều caroten (tiền vitamin A), giàu về
lượng đường và các loại vitamin cũng như năng
lượng. Các dạng đường tập trung ở lớp vỏ và thịt
của củ, phần lõi rất ít.
Hình 2.3: Cà rốt
(www.vi.wikipedia.org)

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

4

Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

Ở Việt Nam, cây chỉ được trồng từ cuối thu đến đầu xuân. Cà rốt có nhiều giống,
nhưng ở Việt Nam các giống được trồng chủ yếu là giống trong nước (giống Đà
Lạt) và giống nhập nội.
Thành phần hóa học của cà rốt phụ thuộc rất lớn vào mức độ già của củ, tức phụ
thuộc vào thời gian thu hoạch củ. Ngoài ra với các giống khác nhau, điều kiện nông
học khác nhau, cà rốt sẽ cho ta các củ có thành phần các chất dinh dưỡng khác
nhau. Tuy nhiên chúng bao gồm các thành phần chính sau: Chất khô, đường,
protein, aminoacid, enzyme, và các chất khoáng. Cà rốt được xem là loại rau có giá
trị dinh dưỡng cao với đầy đủ thành phần Vitamin và khoáng chất cần thiết cho cơ
thể.
2.1.2.3 Muối Natri Clorua (NaCl)
Muối ăn có thành phần chủ yếu là NaCl chiếm từ 80-90%, ngoài ra còn có các
thành phần khác không tan như khoáng không tan, các ion Mg2+, Ca2+, Fe2+, Fe3+…
Trong muối ăn có nhiều muối MgCl2, CaCl2 độ hoà tan của 2 muối này lớn hơn rất
nhiều so với độ hoà tan của NaCl. Và khi nhiệt độ tăng độ hoà tan của hai muối này
cũng tăng theo, khi đó hàm lượng của 2 loại muối này cao thì độ hoà tan của NaCl
giảm xuống. Ngoài ra CaCl2, MgCl2 còn gây vị đắng khi tỉ lệ của nó từ
0,15÷0,18%. Tiêu chuẩn muối ăn dùng trong thực phẩm có hàm lượng Ca2+, Mg2+
không vượt quá 0,7%(Ca2+ = 0,6%), (Mg2+= 0,1%).
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của các hạng muối
Hạng muối

NaCl (%)

Nước (%)

1
2
3

90
85
80

7
10
13

Chất không
tan (%)
0,50
0,65
0,80

Chất tan (%)
2,50
4,35
6,20

(Nguồn: Nguyễn Trọng Cẩn, 1996)

Sự hòa tan của muối, khi hòa tan các phân tử chất tan di động từ nơi có nồng độ cao
đến nơi có nồng độ thấp qua sự khuếch tán đó các phân tử chất tan được phân bố
đều đặn trong dung môi. Khi muối ăn hòa tan trong nước, những ion của tinh thể
NaCl tác dụng với các phân tử nước lưỡng cực, dần dần phân tử chui vào giữa ion
Na+ và Cl- tách chúng ra khỏi mạng tinh thể. Quá trình đó xãy ra trên bề mặt của ti

thể, vì thế NaCl càng lớn thì sự hòa tan càng chậm trong điều kiện nhiệt độ vững
chắc như nhau. Độ hòa tan phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ càng cao độ hòa tan
càng lớn (Nguyễn Trọng Cẩn, 1996).

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

5


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

Bảng 2.2 Độ hòa tan ở các loại muối ở các nhiệt độ khác nhau (trong 100 phần nước).
Nhiệt độ (oC)
NaCl
CaCl2
MgCl2
MgSO4
0
33,5
49,6
52,8
26,9
5
35,6
54,0
29,3
10
35,7

60,6
53,5
31,5
20
35,9
74,0
54,5
36,2
(Nguồn: Nguyễn Trọng Cẩn, 1996)

2.1.2.4 Canxi Clorua (CaCl2)
Muối canxi thường được sử dụng trong công nghiệp như một tác nhân tạo rắn chắc
cho rau quả, cấu trúc nhiều loại rau quả sẽ được cải thiện khi ngâm trong dung dịch
muối canxi .
Kết quả của quá trình ngâm canxi là tạo sự ổn định cho màng tế bào và hình thành
canxi – pectat làm phiến giữa và vách tế bào trở nên cứng hơn. Mặt khác, muối
canxi có thể tác động lên mô tế bào góp phần làm nên tính nguyên vẹn của tế bào và
kết quả là giữ vững hay tăng lực cứng của tế bào. Ngâm trong môi trường nước
muối canxi hòa tan thành Ca2+ và Cl-. Khi ngâm nguyên liệu vào trong dung dịch thì
Ca2+ sẽ khuếch tán vào trong nguyên liệu làm tăng cấu trúc của nguyên liệu hơn.
Main et al, 1986 nhận thấy việc sử dụng canxi lactat sẽ cải thiện được cấu trúc của
quả dâu tây đóng hộp kết quả này cũng được nghiên cứu bởi tác giả French et al.,
1989 trong quả mơ đóng hộp trong trường hợp sử dụng muối clorua canxi. Các
nghiên cứu của Ebbot et al., 1989, hay Lurie & Klen(1992) đã cho thấy độ giòn của
táo được duy trì và cải thiện nhờ vào việc ngâm táo sau thu hoạch trong dung dịch
CaCl2 1%. Đặc biệt nghiên cứu của Lura – Guzmasn et al (1999) cũng cho thấy độ
giòn của dưa (cucumis melo L.war-reticules) gia tăng 300% so với điều kiện bình
thường khi được ngâm trong dung dịch CaCl2, 2,5% so với thời gian 1 phút. Độ
cứng của cà rốt cũng được cải thiện khi ngâm nguyên liệu 1 giờ trong muối canxi
clorua 0,5%. (Sila et al, 2003). Devalle et al., (1998) đã nghiên cứu quá trình tiền xử

lý (xử lý nhiệt kết hợp với CaCl2) có ảnh hưởng đến cấu trúc rau quả. Những nghiên
cứu của các tác giả cho thấy kết hợp việc xử lý ngâm CaCl2 và xử lý áp suất
300Mpa 600C trong 15 phút có thể giảm được sự mềm của rau quả. Ngoài ra, một
số tác giả cũng có ý kiến tương tụ trên như Funchi gami et al., 1995 & Vu et al.,
(2004). Trong nghiên cứu về hàm lượng canxi bổ sung vào hạt tiêu (pipper ringer)
cho thấy hàm lượng CaCl2 bổ sung vào là 0,2% trong sản phẩm cuối cũng có thể đạt
được là 0,08% hàm lượng CaCl2 (Gu, Howard & Wagner, 1994) và sản phẩm duy
trì cảm quan cao, mất mát chất dinh dưỡng ít.
(nguồn: Nguyễn Thị Kim Tuyến, 2007).

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

6


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

2.2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN LACTIC
2.2.1 Ứng dụng của lên men lactic
Quá trình lên men lactic được ứng dụng để bảo quản và chế biến các sản phẩm thực
phẩm như:
- Bảo quản và chế biến các sản phẩm từ rau quả: kim chi, dưa chuột muối chua, dưa
cải muối chua….
- Bảo quản và chế biến các sản phẩm từ thịt, thủy sản: nem chua, tôm chua….
- Bảo quản và chế biến các sản phẩm từ sữa: yaourt, phô mai….
2.2.2 Vi sinh vật trong quá trình lên men lactic
Quá trình lên men lactic trong rau quả muối chua là kết quả hoạt động của một số vi
khuẩn và nấm men.

2.2.2.1 Vi khuẩn sinh acid lactic (lactic acid bacteria)
Bảng 2.3: Một số đặc tính của vi khuẩn lactic
Nhóm
Loài
Dạng Nhiệt độ phát triển
10oC 40oC 45 oC
Ưa ấm

- Lactococcus lactis
subsp. Lactic
- Lactococcus lactis
subsp. Cremoris
- Leuconotoc
mesenteroides
subsp. Cremoris
- Leuconotoc lactis

Hình
cầu
Hình
cầu
Hình
cầu

+

+

-

Nồng độ
muối ức
chế (%)
4,0-6,5

+

-

-

2,0-4,0

Lactic

+

-

-

2,0-4,0

Lactic,
diacetyl, CO2

-

2,0-4,0

+

<2,0

+

<2,0

+

<2,0

Lactic,
diacetyl, CO2
Lactic,
acetaldehyde
Lactic,
acetaldehyde
Lactic

+

2,0-4,0

Lactic

Hình
+
cầu
Ưa

- Streptococus
Hình
+
nhiệt thermophilus
cầu
- Lactobacillus
Hình
+
bulgaricus
que
- Lactobacillus
Hình
+
helveticus
que
- Lactobacillus
Hình
+
lactis
que
(Nguồn: Brain J.B Wood, 1998, Lê Mỹ Hồng,2012)

Sản phẩm
quan trọng
Lactic

Ghi chú: Dấu + là nhiệt độ hoạt động thích hợp cho vi khuẩn lactic
Dấu – là nhiệt độ không thích hợp cho vi khuẩn lactic

Đặc điểm chung của các vi khuẩn này là đều có khả năng chuyển hóa đường 6

carbon thành acid lactic. Dựa vào sản phẩm cuối cùng của quá trình chuyển hóa
đường mà Kluyver chia các vi khuẩn sinh acid lactic làm 2 nhóm: vi khuẩn lactic
lên men đồng hình và vi khuẩn lactic lên men dị hình.

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

7


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

Những vi khuẩn có khả năng tạo ra acid latic như là sản phẩm chính hoặc sản phẩm
chủ yếu (90% tổng lượng sản phẩm tạo thành) của quá trình lên men đường thì
được coi là vi khuẩn lactic lên men đồng hình (homofementative lactic acid
bacteria). Như: Lactobacillus casei; L.plantarum; L.lactic; L.bulgaricus; L.
delbrueckii…
Còn những vi khuẩn lactic sản sinh ra một lượng phân tử gam cân bằng giữa acid
lactic, CO2 và ethanol sau quá trình lên men đường thì được coi là vi khuẩn lactic
lên men dị hình (heterofementative lactic acid bacteria). Như: Leuconostoc
mesenteroides; Lactobacillus brevis; Lact. fermentum…
Những vi khuẩn lên men dị hình đóng vai trò chính trong việc sản sinh ra những cấu
tử tạo mùi hương đặc trưng cho các sản phẩm lên men như acetylaldehyde và
diacetyl. Các vi sinh vật lactic có hoạt độ khác nhau nên cường độ lên men lactic
phụ thuộc vào dạng của hệ sinh vật có trong đó. Dạng của hệ sinh vật cũng ảnh
hưởng tới đặc trưng của sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy đường.
(Nguyễn Thị Bích Thủy, 2007)
Bảng 2.4: Các dạng lên men của một số loài thuộc giống Lactobacillus
Loài

Dạng lên men

Lactobacillus acidophilus
A
(Hansen and Mocquot, 1970)
Lactobacillus brevis
C
(Bergey et al, 1934)
Lactobacillus delbrueckii, bulgaricus
A
(Weiss et al, 1983)
Lactobacillus delbrueckii, lactis
A
(Weiss et al, 1983)
Lactobacillus kimchii
B
(Yoon et al, 2000)
Lactobacillus plantarum
B
(Bergey et al, 1923)
Lactobacillus sakei, carnsus corrig.
B
(Toriani et al, 1996)
Lactobacillus kefiri corrig
C
(Kandler and Kunath, 1983)
(Nguồn: Walter P.Hammes, Christian Hertel, 2006, Lê Mỹ Hồng, 2012)
Ghi chú:
A: lên men đồng thể bắt buộc

B: lên men dị thể không bắt buộc
C: lên men dị thể bắt buộc

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

8


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

2.2.2.2 Vi sinh vật khác
Trong quá trình muối chua rau, ngoài các vi khuẩn lactic còn có các vi khuẩn khác
cùng phát triển. Các vi khuẩn này cũng phân hủy đường, như vi khuẩn butyric, vi
khuẩn acetic, các vi khuẩn gây thối…làm cho sản phẩm kém chất lượng hoặc làm
hư hỏng sản phẩm. Như vi khuẩn butyric tác dụng lên glucid, chuyển hóa chúng
thành acid butyric, làm cho sản phẩm có vị ôi, khó chịu. Các nấm mốc (Penicillium,
Fusarium, Cladosporium và Alternaria) làm giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sản
phẩm. Một số nấm men oxy hóa (Debaromyces, Mycoderma, Pichia, Candida) và
nấm men rượu (Toluopsis, Saccharomyces, Hansenula, Torulaspora, Kloeckeral)
đều làm giảm lượng acid lactic trong thành phẩm của quá trình lên men.
Do vậy cần thực hiện quá trình muối rau sao cho vi sinh vật lactic hoạt động mạnh
và ức chế được hoạt động của các vi sinh vật lạ (Nguyễn Thị Bích Thủy, 2007).
2.2.3 Môi trường sinh sống và phát triển
2.2.3.1 Điều kiện môi trường
Vi sinh vật là sinh vật sống, do đó sự sống của chúng phụ thuộc rất nhiều vào các
yếu tố của môi trường xung quanh như nước, nhiệt độ, oxy, pH của môi trường.
 Nước
Trước hết vi sinh vật không thể thiếu nước, vì nước chiếm tới 80-90% trọng lượng

vi sinh vật và tất cả những phản ứng hóa học trong cơ thể sống đều cần có nước.
Nhìn chung, vi khuẩn cần nhiều nước, nấm men cần ít nước hơn, còn nấm mốc có
thể chịu được trong điều kiện khô hơn.
 Nhiệt độ
Điều kiện quan trọng thứ hai là nhiệt độ của môi trường xung quanh. Nhiệt độ có
ảnh hưởng trực tiếp đến các phản ứng sinh hóa xảy ra trong các tế bào vi sinh vật.
Hầu hết các vi sinh vật chết ở nhiệt độ cao, ở nhiệt độ thấp các vi sinh vật chuyển
sang trạng thái ít hoạt động. Đối với vi khuẩn lactic, nhiệt độ thích hợp từ 10-40oC.
Các nấm men, nấm mốc đa số bị tiêu diệt ở 50-55 oC. Nhưng cũng có một số vi
khuẩn có hại có thể chịu được nhiệt cao.
Bảng 2.5: Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn lactic
Giống vi khuẩn lactic
Nhiệt độ thích hợp (0 C)
Lactobacillus
Lactobacillus acidophilus
35-38
Lactobacillus ưa ấm
30-35
Lactobacillus ưa nhiệt
40-46
Sreptococcus
Sreptococcus thermophilus
40-46
Leuconostoc
18-30
Pediococcus
25-40
(Nguồn: Brian J.B Wood, 1998, Lê Mỹ Hồng, 2012)

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

9


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

 Oxy
Nhu cầu về oxy: Nấm men là một vi sinh vật hiếu khí nhưng có thể sống trong điều
kiện kỵ khí. Nấm mốc chỉ có thể phát triển trong điều kiện có không khí vì thế
thường thấy trong lên men chua rau cải, nấm mốc nổi lên mặt nước dưa. Vi khuẩn
lactic là một loại vi khuẩn yếm khí, chúng cần nồng độ oxy rất thấp. Một số vi sinh
vật khác có mặt trong quá trình lên men lactic có nhu cầu khác nhau về oxy. Có loài
kỵ khí (Clostridium) nhưng cũng có loại hiếu khí (Bacillus).
 pH của môi trường
Các vi khuẩn trong đó có vi khuẩn lactic sống tốt ở pH cao hơn nấm men, nấm mốc,
thường không phát triển được khi pH của môi trường thấp hơn 3. Đối với nấm men,
nấm mốc thường thích hợp với môi trường pH hơi acid (pH 2-3).
Bảng 2.6: pH thích hợp cho hoạt động của vi khuẩn lactic
Giống vi khuẩn lactic
pH thích hợp
pH tối thiểu
Lactobacillus
5,5
3,5
Streptococcus
6,5
4,5
Leuconostoc

6,5
5
(Nguồn: Brian J.B Wood, 1998, Lê Mỹ Hồng, 2012)

2.2.3.2 Điều kiện dinh dưỡng
Ngoài các điều kiện của môi trường tác động đến sự sống của vi sinh vật thì muốn
cho vi sinh vật có ích sinh sống và phát triển thì cần phải cung cấp đầy đủ chất dinh
dưỡng cho chúng. Các môi trường dinh dưỡng nhân tạo cần cung cấp đầy đủ năng
lượng, các vật liệu xây dựng tế bào và đảm bảo cho hiệu suất sinh tổng hợp cao, còn
trong tự nhiên thì các chất dinh dưỡng của vi sinh vật chủ yếu lấy ở môi trường
xung quanh.
Thành phần môi trường gồm có nguồn thức ăn carbon, nitơ, các chất khoáng, các
nguyên tố vi lượng và có thể có cả những chất kích thích sinh trưởng. Việc lựa chọn
các nguồn dinh dưỡng và nồng độ của chúng phụ thuộc vào đặc tính sinh lý của
từng chủng, từng loài vi sinh vật.
 Dinh dưỡng carbon
Carbon có trong tế bào chất, thành tế bào, trong tất cả các phân tử enzyme, acid
nucleic và các sản phẩm trao đổi chất. Chính vì vậy, những hợp chất chứa carbon có
ý nghĩa hàng đầu trong sự sống vi sinh vật. Nguồn thức ăn carbon chủ yếu của vi
sinh vật là carbohydrate. Đối với vi khuẩn lactic thì nguồn carbon chính là glucose.
Glucose là nguồn carbon vạn năng đối với vi sinh vật. Trao đổi glucose đáp ứng 3
nhu cầu của tế bào: sản sinh ra năng lượng, tạo thành những tiền chất và tạo ra các
quá trình oxy hóa khử, để biến đổi những tiền chất này thành những sản phẩm trung
gian hay sản phẩm cuối cùng dùng để xây dựng tế bào, đồng thời tích tụ trong môi
trường một vài sản phẩm sinh tổng hợp.
Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

10

Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

 Nitơ
Vi khuẩn lactic cũng như tất cả các cơ thể sống khác cần nitơ trong các quá trình
sống để xây dựng tế bào vì tất cẩ các thành phần quan trọng của tế bào đều có chứa
nitơ (protein, acid nucleic, enzyme…)
 Khoáng
Các hợp chất phosphore: sự có mặt các hợp chất phosphore trong môi trường có ảnh
hưởng rất lớn đến quá trình trao đổi chất trong tế bào vi sinh vật, đồng thời còn có
tác dụng điều chỉnh hoạt tính enzyme đồng hóa các loại thức ăn carbon. Trong tế
bào vi sinh vật thường gặp các hợp chất polyphosphate có chức năng tham gia vào
sự vận chuyển glucose qua màng tế bào.
Trong tế bào vi sinh vật có các chất khoáng khác như: Magie, Natri, sắt, Silic, Kali,
nhôm…Vi sinh vật lấy chất khoáng từ môi trường dinh dưỡng. Có trường hợp phải
bổ sung vào môi trường các dạng muối khoáng, có khi có sẵn trong nguyên liệu pha
môi trường (đường…) vào trong nước.
Những hợp chất khoáng của môi trường có nhiều sinh lý khác nhau. Một trong
những tính chất của chúng là làm thay đổi trạng thái hóa keo của tế bào chất. Muối
ăn (NaCl) trong môi trường lên men ngoài tác dụng cung cấp nguồn ion Cl- còn có
tác dụng thay đổi áp suất thẩm thấu của màng tế bào.
 Nguyên tố vi lượng
Các nguyên tố vi lượng như kẽm, đồng, mangan, moran, …chỉ cần với một lượng ít
và chúng thường có sẵn trong nguyên liệu.
2.2.4 Các dạng của quá trình lên men lactic
2.2.4.1 Dạng lên men lactic đồng hình
Trong thiên nhiên tồn tại một loại vi khuẩn gọi là vi khuẩn lactic điển hình, có khả
năng phân hủy chất đường theo con đường đơn giản và tạo nên sản phẩm chủ yếu là
acid lactic. Đây còn gọi là quá trình lên men lactic điển hình hay còn gọi là lên men

lactic đồng hình.
C6H12O6
2CH3 -CH2OH-COOH + 22,5kcal
Đường
acid lactic
Do hệ enzyme trong các vi khuẩn khác nhau thường là khác nhau nên cơ chế hoá
học của quá trình lên men lactic ở các giống vi khuẩn thường không giống nhau. Ở
vi khuẩn lactic đồng hình, sự chuyển hoá chất đường thành acid lactic đi theo con
đường lên men rượu đến giai đoạn tạo thành acid pyruvic, acid này được khử bằng
hai nguyên tử hidro nhờ enzyme Lacticodehydrogenase để trở thành acid lactic.
CH3-CO-COOH+ 2H Lacticodehydrogenase
CH3-CHOH - COOH
Acid pyruvic
acid lactic

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

11


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

2.2.4.2 Dạng lên men lactic dị hình
Nhóm vi khuẩn lên men lactic không đồng hình thì gây lên men phức tạp hơn gọi là
lên men lactic không điển hình hay lên men lactic dị hình. Chúng tạo nên trong môi
trường ngoài acid lactic còn có nhiều sản phẩm phụ khác như acid succinic, acid
acetic, rượu etylic, CO2, H2…
Vi khuẩn lên men lactic dị hình rất cần thiết trong lên men muối chua vì chúng sinh

ra các acid dễ bay hơi và một số chất thơm (ester, diacetyl, aldehyde,….) tạo mùi vị
ưa thích cho sản phẩm. Chúng xuất hiện sớm trong quá trình lên men
C6H12O6
CH3-CHOH-COOH + COOH-CH2-CH2-COOH + CH3-COOH
Đường
acic lactic
acid succinic
acid acetic
+ CH3-CH2OH + CO2 + H2 + x kcal
Rượu etylic
Số lượng các sản phẩm phụ thuộc hoàn toàn vào giống vi sinh vật, vào môi trường
dinh dưỡng và vào điều kiện ngoại cảnh. Nói chung thì acid lactic thường chiếm
40% lượng đường đã được phân hủy, acid succinic gần 20% acid acetic khoảng
10%, rượu etylic khoảng 10% và các loại khí gần 20%. Đôi khi lượng khí ít hơn và
thay vào đó một lượng nhỏ acid formic (Lê Mỹ Hồng, 2012).
2.2.5 Vai trò của acid lactic và muối trong quá trình muối chua
Acid lactic và các sản phẩm khác của quá trình lên men tạo thành làm cho sản phẩm
có hương vị đặc trưng. Ngoài ra acid lactic còn có tính chất sát trùng, do có khả
năng ức chế sự hoạt động của nhiều loại vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm. Khi hàm
lượng acid lactic đạt 0,5% thì sẽ ức chế các vi sinh vật khác. Còn khi hàm lượng
acid lactic đạt 1-2% thì sẽ ức chế hoạt động của các vi khuẩn lactic làm cho quá
trình lên men lactic không thể tiếp tục. Tuy nhiên, acid lactic không ức chế được
hoạt động của một số nấm men, nấm mốc.
Muối gây ra hiện tượng co nguyên sinh ở tế bào rau quả, làm dịch bào tiết ra. Trong
dịch bào có chứa nhiều đường và một số chất dinh dưỡng khác, tạo điều kiện thuận
lợi cho các vi sinh vật lactic khác phát triển, làm cho sản phẩm đạt được chất lượng
cao. Muối tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm rau muối chua. Ngoài ra muối còn
có tác dụng bảo quản sản phẩm. Nồng độ muối 2% ít ảnh hưởng tới vi khuẩn lactic
nhưng khi nồng độ muối ăn tương đối cao (5-7%) sẽ ức chế đa số vi sinh vật và cả
vi khuẩn lactic cũng bị giảm hoạt độ 30%.

2.2.6 Các giai đoạn của quá trình lên men
Trong quá trình lên men xảy ra hàng loạt quá trình: quá trình trích ly hay thẩm thấu
các chất từ mô bào thực vật, quá trình tăng sinh khối của vi sinh vật (chủ yếu là vi
khuẩn lactic), quá trình tạo acid lactic, quá trình ức chế sự phát triển của vi khuẩn
gây thối bởi acid lactic và muối, quá trình tạo hương của sản phẩm. Quá trình lên
men này hoàn toàn là quá trình lên men tự nhiên gây ra bởi nhiều nhóm vi sinh vật
khác nhau. Bởi vậy quá trình này xảy ra ba giai đoạn cơ bản:
Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

12


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

Giai đoạn thứ nhất: đường và các chất hòa tan có trong dịch bào của mô bào thực
vật được thẩm thấu ra ngoài, nhờ vậy tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lactic và
một số vi sinh vật khác phát triển. Điều dễ nhận thấy là trên bề mặt khối dịch lên
men có nhiều bọt khí. Trong giai đoạn này vi khuẩn Leuconostoc mensenteroides
phát triển rất mạnh. Loài vi khuẩn này sinh acid lactic và sinh khí. Lượng acid lactic
ở giai đoạn này rất nhỏ (<1%).
Giai đoạn thứ hai: Trong giai đoạn này số lượng vi khuẩn lactic đạt cao nhất, đồng
thời acid lactic tích tụ rất nhiều, pH dịch lên men giảm nhanh. Do tác dụng của acid
lactic mà các vi khuẩn gây thối giảm mạnh. Trong giai đoạn này, hương vị đặc
trưng của sản phẩm lên men bắt đầu hình thành, chất lượng sản phẩm cuối cùng phụ
thuộc nhiều ở giai đoạn này. Cuối giai đoạn hai lượng acid lactic đạt cực đại và tác
động ngược lại với vi khuẩn lactic, quá trình lên men chuyển sang giai đoạn thứ ba.
Giai đoạn ba: ở giai đoạn này vi khuẩn lactic chết dần trong khi nấm sợi và nấm
men tăng dần số lượng. Do sự phát triển mạnh của nấm sợi acid lactic bắt đầu giảm

dẫn tới sự hư hỏng nhanh chóng của sản phẩm. Khối rau, quả lên men bắt đầu bị các
vi khuẩn gây thối. Để kéo dài giai đoạn ba nên đưa sản phẩm kết thúc ở giai đoạn 2
vào điều kiện lạnh (2-4 oC) hay dùng hóa chất chống nấm sợi, nấm men và vi khuẩn
gây thối, thường sử dụng acid sorbic và natribenzoat (Nguyễn Thị Hiền, 2006).
2.2.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic
Nồng độ muối ăn, hàm lượng đường trong sản phẩm (đường có sẵn trong nguyên
liệu và đường bổ sung thêm), độ pH của sản phẩm, hệ vi sinh vật trong sản phẩm và
nhiệt độ của sản phẩm…
 Ảnh hưởng của muối
Dung dịch muối ăn với nồng độ tương đối cao sẽ ức chế sự phát triển của vi sinh
vật, kể cả các vi sinh vật lactic. Khi tiến hành muối chua rau, cần tạo điều kiện cho
các vi sinh vật lactic phát triển và ức chế sự phát triển của các vi sinh vật lạ. Do vậy
cần dùng lượng muối không quá cao: thường sử dụng muối ăn với tỷ lệ 3-5% so với
nguyên liệu, hoặc sử dụng nước muối có nồng độ 6-10%.
 Ảnh hưởng của đường
Đường trong nguyên liệu là nguồn tích tụ acid lactic. Trong trường hợp hàm lượng
đường trong nguyên liệu quá ít thì hàm lượng acid lactic tích tụ trong sản phẩm
cũng không đạt mức yêu cầu. Khi ấy sản phẩm có hương vị kém và dễ bị hư hỏng
trong quá trình tồn trữ. Vì vậy, khi muối chua cần lựa chọn loại nguyên liệu rau có
hàm lượng đường đạt mức yêu cầu và khi cần thì phải bổ sung thêm đường ở ngoài
vào.
 Ảnh hưởng của pH
Các vi sinh vật nhạy cảm với pH của môi trường (pH tối ưu cho các vi khuẩn lactic
hoạt động là 3,0 – 4,5). Trong quá trình lên men của rau muối chua, acid lactic tích
tụ với hàm lượng 0,5% cũng đã ức chế hoạt động của nhiều vi sinh vật lạ gây ảnh
Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

13

Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

hưởng xấu cho quá trình lên men. Khi tích tụ tới hàm lượng cao hơn (1-2%), acid
lactic ức chế hoạt động của các vi khuẩn lactic và quá trình lên men lactic do vậy
cũng bị kìm hãm. Nồng độ acid lactic giới hạn đạt được trong quá trình lên men
lactic phụ thuộc vào lượng đường có trong sản phẩm, vào nồng độ muối, vào nhiệt
độ lên men và vào dạng vi sinh vật lactic. Tuy nhiên acid lactic không ức chế hoạt
động của một số nấm men và nấm mốc.
 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ lên men có ảnh hưởng trực tiếp tới tốc độ lên men và tới chất lượng sản
phẩm. Ở nhiệt độ 0-4oC, sự lên men lactic không bị đình chỉ nhưng tiến hành rất
chậm. Nhiệt độ tối ưu cho sự hoạt động của nhiều vi sinh vật lactic là 36-42oC.
Nhưng nhiệt độ ấy cũng kích thích sự phát triển của nhiều vi sinh vật lạ. Vì vậy,
thường muối chua rau ở nhiệt độ không quá 20oC, tùy thuộc dạng nguyên liệu được
sử dụng.
 Ảnh hưởng của oxy
Sự lên men lactic cần tiến hành trong điều kiện yếm khí. Các vi khuẩn lactic hoạt
động trong điều kiện kị khí tùy nghi, tức là khi phát triển không nhất thiết phải có
mặt của không khí. Một số loài trong chúng bị giảm hoạt động khi có không khí.
Trong khi đó các vi sinh vật lạ như các vi khuẩn acetic, các nấm mốc có khả năng
làm giảm chất lượng sản phẩm lại động trong điều kiện hiếu khí cao độ và khi
không có không khí thì không phát triển được. (Nguyễn Thị Bích Thủy, 2007)

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

14

Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 PHƯƠNG TIỆN
3.1.1 Địa điểm
Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm D109, bộ môn Công Nghệ Thực
Phẩm - Khoa Nông Nghiệp & SHƯD - Trường Đại học Cần Thơ.
Thời gian thực hiện đề tài được tiến hành từ ngày 02/01/2011 đến ngày 28/4/2012
3.1.2 Nguyên liệu
Muối (NaCl), củ sắn, cà rốt, tiêu xanh được mua tại chợ Hưng Lợi, chợ Cái Khế
thành phố Cần Thơ.
3.1.3 Hóa chất sử dụng
- Canxi clorua (CaCl2)
- Natri hydroxyt (NaOH) 0,1N
- Chì Acetat (Pb(CH3COO)2)
- Phenolphtalein
- Acid clohydric (HCl)
- Felling (A + B)
- Bạc Nitrat (AgNO3 0,1N)
- Kali Cromat (K2CrO4)
- Một số hóa chất phân tích khác
3.1.4 Thiết bị, dụng cụ
- Cân điện tử, cân bàn
- pH kế
- Máy đo cấu trúc Rheotex
- Một số dụng cụ cần thiết khác
3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.2.1 Phương pháp thí nghiệm

Trên cơ sở qui trình tham khảo chế biến sản phẩm rau quả muối chua, khảo sát các
công đoạn chính có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Các thí nghiệm được tiến
hành với 2 lần lặp lại và lấy thông số tối ưu của thí nghiệm đầu làm cơ sở cho thí
nghiệm sau.
3.2.1.1 Phương pháp lấy mẫu
Nguyên liệu được mua từ chợ Hưng Lợi, chợ Cái Khế, chọn nguyên liệu đủ độ già,
loại củ to, vỏ dày. Bố trí dãy thí nghiệm với cùng một nguồn nguyên liệu.
3.2.1.2 Phương pháp nghiên cứu
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên và theo thể thức thừa số. Kết quả được tính toán
thống kê và phân tích phương sai, kiểm định LSD bằng chương trình thống kê
Statgraphics XIV.2

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

15


Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

3.2.2 Phương pháp phân tích
- pH dịch lên men: Sử dụng pH kế
- Hàm lượng acid : phương pháp thể tích định phân. Dùng dung dịch kiềm chuẩn NaOH (0,1N) để trung hòa hết các acid có trong thực phẩm với phenolphtalein làm
chất chỉ thị màu.
- Hàm lượng đường tổng : Phương pháp Lane – Eynone. Dựa vào phản ứng của
đường nghịch đảo khử đồng trong dung dịch Fehling thành oxit đồng 1 (Cu2O) có
màu đỏ gạch.
- Hàm lượng muối : phương pháp Mohr - Sử dụng dung dịch chuẩn AgNO3 (0,1N)
để phản ứng hết với muối có trong dung dịch trung tính với chất chỉ thị K2CrO4

- Hàm lượng tinh bột: là hiệu số giữa hàm lượng gluxit tổng số của hàm lượng
đường tổng số và nhân với hệ số 0,9 (TCVN 4594-88)
- Cấu trúc nguyên liệu: sử dụng máy đo cấu trúc Rheotex.
- Cảm quan: Sử dụng phương pháp cho điểm (theo thang điểm tự xây dựng).
3.2.3 Qui trình thí nghiệm
Nguyên liệu

Chọn lựa - Rửa

Dung dịch muối

Thanh trùng

Xử lý - Định hình

Xếp vào dụng cụ lên men
(nén chặt, đậy kín)

Cho lên men

Bao gói

Bảo quản

Hình 3.1: Qui trình tổng quát chế biến rau muối chua

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

16

Luận văn tốt nghiệp khóa 36 Liên thông

Trường Đại học Cần Thơ

3.3 NỘI DUNG VÀ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ CaCl2, thời gian chần đến chất lượng và quá
trình lên men sản phẩm.
- Mục đích: Tìm ra giá trị thích hợp để giữ cấu trúc nguyên liệu được giòn và
ổn định trong quá trình muối chua.
- Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành 2 nhân tố và lặp lại 2 lần.
Nhân tố A: Thời gian chần (phút), 4 mức khảo sát.
A1: 1
A2: 2
A3: 3
A4: 4
Nhân tố B: Nồng độ CaCl2 (%), 4 mức khảo sát.
B1:0
B2: 0,3
B3: 0,6
B4: 0,9
Tổng số nghiệm thức: 4 x 4 = 16, và một mẫu đối chứng.
Tổng số đơn vị thí nghiệm: 17 x 2 = 34
- Tiến hành thí nghiệm: Củ sắn được gọt võ, rửa sạch và cắt thành từng miếng
nhỏ với kích thước 0,5x4x0,5 cm. Với khối lượng 100 g/mẫu, ta tiến hành pha dung
dịch nước chần với nồng độ CaCl2 ở 4 mức khảo sát cùng với thời gian chần ở nhiệt
độ 65-70 oC.
- Sơ đồ bố trí:
Bảng 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Nhân tố A

Nhân tố B
B2
B3
A1B2
A1B3
A2B2
A2B3
A3B2
A3B3
A4B2
A4B3

B1
B4
A1
A1B1
A1B4
A2
A2B1
A2B4
A3
A3B1
A3B4
A4
A4B1
A4B4
- Chỉ tiêu theo dõi:
Đánh giá cảm quan: độ giòn, mùi vị

Cấu trúc (độ cứng, g) nguyên liệu
Hàm lượng acid lactic.
pH dịch lên men
3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ muối NaCl đến thời gian lên men
- Mục đích: Xác định tỷ lệ muối và thời gian lên men thích hợp
- Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm 1 nhân tố, 2 lần lặp lại

Chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm

17