Nghiên cứu xây dựng quy trình lên men lactic sản xuất gừng muối chua

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Thị Giang

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH
LÊN MEN LACTIC SẢN XUẤT GỪNG MUỐI CHUA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Thị Giang

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH
LÊN MEN LACTIC SẢN XUẤT GỪNG MUỐI CHUA

Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số: 60420107

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN THỊ VIỆT ANH
TS. PHẠM ĐỨC NGỌC

Hà Nội - 2017


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang
LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến TS. Nguyễn Thị
Việt Anh, với sự hướng dẫn tận tình và quan tâm giúp đỡ trong suốt quá trình thực
hiện đề tài để tôi có thể hoàn thành luận văn một cách tốt nhất.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ThS. Nguyễn Minh Thu cùng cô,chú,anh,
chị công tác tại Bộ môn Công nghệ lên men thuộc Viện công nghiệp Thực phẩm, đã
tạo điều kiện,giúp đỡ và đóng góp ý kiến quý giá trong suốt quá trình làm việc của
tôi tại đây.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS.Phạm Đức Ngọc, người thầy đã
truyền đạt kiến thức và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, cô giáo khoa Sinh học, trường
Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã dành tâm huyết giảng dạy,
trang bị kiến thức quý báu cho chúng tôi trong suôt khóa học.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đặc biệt là Bố Mẹ đã
luôn bên cạnh động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện
luận văn này.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 02 tháng 11 năm 2017
Học Viên

Nguyễn Thị Giang

1


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................2
1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ gừng .................................................................2
1.2. Đặc điểm sinh học của gừng ............................................................................4
1.3.Công dụng của gừng..........................................................................................7
1.4. Quá trình lên men lactic .................................................................................10
1.4.1. Định nghĩa................................................................................................10
1.4.2. Vi khuẩn lactic .........................................................................................10
1.4.3. Các loại hình lên men lactic.....................................................................15
1.4.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic ........................................16
1.4.5. Các giai đoạn của quá trình lên men sản phẩm muối chua......................18
1.4.6. Một số lợi ích của sản phẩm lên men lactic.............................................19
1.5. Nghiên cứu sản xuất gừng muối chua lên men lactic. ....................................21
1.5.1. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng từ củ gừng. ..........................................21
1.5.2. Quy trình công nghệ muối chua rau củ quả ............................................23
CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................26
2.1. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................26
2.1.1. Các chủng vi khuẩn lactic ........................................................................26
2.1.2. Nguyên liệu ..............................................................................................26
2.2.2. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm ....................................................................27
2.3. Phương pháp thí nghiệm.................................................................................28
2.3.1. Phương pháp vi sinh ....................................................................................28

2.3.1.1. Phương pháp phân lập và định danh sơ bộ vi khuẩn lactic ..................28
2.3.1.2. Phương pháp sơ tuyển chủng vi khuẩn lactic lên men gừng tươi ............28
2.3.1.3. Phương pháp định danh chủng vi khuẩn lactic. ....................................29
2.3.2. Phương pháp phân tích hóa lý .................................................................29
2.3.2.1. Phương pháp xác định hàm lượng tinh bột ...........................................29
2.3.2.2. Phương pháp xác định hàm lượng đường tổng.....................................30
2.3.2.3. Phương pháp xác định hàm lượng nhựa dầu gừng ...............................31
2.3.3. Phương pháp công nghệ ..........................................................................34
2.3.3.1. Xử lý nguyên liệu .................................................................................34

2


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

2.3.3.2. Lên men ................................................................................................34
2.3.3.3. Phối chế sản phẩm ................................................................................34
2.3.4. Phương pháp đánh giá cảm quan .............................................................35
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................37
3.1. Phân tích nguyên liệu gừng ............................................................................37
3.1.1. Hàm lượng nhựa dầu gừng ......................................................................37
3.1.2. Hàm lượng tinh bột ..................................................................................38
3.1.3. Hàm lượng đường tổng ............................................................................38
3.2. Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic thích hợp cho lên men gừng .39
3.2.1. Phân lập chủng vi khuẩn lactic ................................................................39
3.2.2. Tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic thích hợp cho lên men gừng tươi .............42
3.2.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ nước chiết gừng đến khả năng sinh trưởng của
các chủng vi khuẩn lactic ...................................................................................42

3.2.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ muối đến khả năng lên men của chủng vi
khuẩn lactic ........................................................................................................44
3.4. Lựa chọn điều kiện thích hợp cho lên men gừng tươi ....................................49
3.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đường đến khả năng lên men của vi
khuẩn L. plantarum CC1 ...................................................................................49
3.4.2. Khảo sát ảnh hưởngcủa nồng độ cao nấm men đến khả năng lên men của
vi khuẩn L. plantarum CC1 ...............................................................................51
3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ K2HPO4 đến sự lên men của vi khuẩn
L. plantarum CC1 ..............................................................................................52
3.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ tiếp giống đến khả năng lên men của vi
khuẩn L. plantarum CC1 ...................................................................................53
3.4.5. Ảnh hưởng của độ pH ban đầu đến quá trình lên men lactic ..................55
3.4.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men lactic .............................56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................62

3


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang
DANH MỤC BẢNG

Bảng2.1. Thiết bị thí nghiệm.....................................................................................27
Bảng 2.2.Dựng đường chuẩn glucose .......................................................................33
Bảng 2.3. Tỉ lệ phối chế sản phẩm sau lên men ........................................................35
Bảng 3.1. Hàm lượng nhựa dầu gừng nguyên liệu ...................................................37
Bảng 3.2.Hàm lượng đường tổng trong gừngnguyên liệu ........................................38
Bảng 3.3. Kết quả phân tích thành phần nguyên liệu gừng tươi ...............................39

Bảng 3.4. Đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn lactic phân lập được............40
Bảng 3.5.Ảnh hưởng nồng độ muối đến hàm lượng axit,đường dư sản phẩm .........45
Bảng 3.6. Hàm lượng hóa chất bổ sung cho môi trường lên men……………...…..54
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men gừng tươi khi sử dụng
chủng L. plantarum CC1 ...........................................................................................56

4


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang
DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1.Người dân xã Biển Bạch Đông huyện Thới Bình thu hoạch gừng non để
bán cho thương lái .......................................................................................................4
Hình 1.2. Cây gừng (Zingiber officinale Roscoe) .......................................................6
Hình 1.3. Gừng muối chua ngọt Nhật Bản................................................................10
Hình 1.4. Hình thái vi khuẩn lactic quan sát dưới kính hiển vi ................................11
Hình 1.5. Quy trình công nghệ muối chua ................................................................24
Hình 3.1. Mật độ tế bào của các chủng vi khuẩn lactic
khi được nuôi cấy trong môi trường có nước chiết gừng..........................................45
Hình 3. 2. Vị trí phân loại của hai chủng CC1 và K12 với các loài có quan hệ họ
hàng trong chi Lactobacillus dựa vào trình tự gen rRNA .........................................46
Hình 3.3. Hình thái khuẩn lạc của chủngL. plantarum CC1 và K12 ........................48
Hình 3.4. So sánh chất lượng sản phẩm tạo thành trong quá trình lên men gừng ở
nhiệt độ 30°C khi sử dụng chủng L. plantarumK12 và CC1 ....................................48
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ đường đến quá trình lên menError! Bookmark
not defined.
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ cao nấm men đến quá trình lên men..................51

Hình 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ K2HPO4 đến khả năng lên men .........................53
Hình 3.8. Ảnh hưởng của tỉ lệ tiếp giống đến quá trình lên men lactic ....................54
Hình 3.9. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến quá trình lên men lactic .........................55
Hình 3.10. Điểm thị hiếu với các tính chất màu sắc, vị chua, vị ngọt, vị cay cho 3
mẫu phối chế .............................................................................................................57
Hình 3.11. Quy trình sản xuất gừng muối chua ........................................................58
Hình 3.12. Một số công đoạn lên men gừng tươi. ....................................................60

5


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

MỞ ĐẦU
Gừng muối chua là một loại thực phẩm lên men phổ biến ở các nước Châu Á như
Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan chúng được sử dụng trong hầu hết các bữa ăn của
người Nhật Bản như một món gia vị ăn kèm bởi nó giúp cân bằng lại vị giác khi
chúng ta thưởng thức các món cá hồi, các loại hải sản sống (sashimi), sushi, giúp
tăng thêm tính nóng giảm đi tính hàn của hải sản và đồ tươi, tăng thêm hương vị
cho món ăn. Không chỉ vậy, nó còn mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như chống
nôn, giảm nghén cho bà bầu. giảm ợ hơi, ợ chua,giảm đau kháng viêm, giảm hôi
miệng, chữa đau xương khớp, phòng cảm mạo, trị say nắng, giảm cảm giác mệt
mỏi.
Hiện nay, các sản phẩmtừ củ gừng khá đa dạng,chúng được chế biến dưới dạng
mứt gừng, trà gừng, dùng làm hương liệu, gia vị, làm thuốc... người tiêu dùng có
nhiều sự lựa chọn, tuy nhiên các sản phẩm lên men từ củ gừng không nhiều, chủ
yếu được sử dụng trong sản xuất kimchi như một chấtphụ gia làm tăng hương vị của
sản phẩm lên men, ngoài ra ở các nước như Anh, Mỹ, từ thế kỷ 19, gừng còn được

biết đến với sản phẩm bia gừng, một thức uống giải khát rất độc đáo, đối với các
nước Châu Á gừng được ưa chuộng với sản phẩm gừng muối chua. Với phương
pháp lên men lactic, các sản phẩm lên men từ củ gừng không những thơm ngon đặc
trưng vị gừng, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe mà còn bổ sung một lượng lớn vi
khuẩn lactic cho cơ thể- một loại lợi khuẩn rất tốt cho đưởng ruột.
Hơn nữa, tại Việt Nam sản phẩm gừng muối chua đa số là hàng nhập của Nhật Bản
nên giá thành khá cao, nếu chúng ta có thể sản xuất được sản phẩm này từ củ gừng
Việt Nam, giá thành sẽ giảm đáng kể cho người tiêu dùng.
Từ những lí do trên chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình lên men
lactic sản xuất gừng muối chua”, với mục tiêu:
1. Phân lập, tuyển chọn được một số chủng vi khuẩn lactic có khả năng lên men tốt
với nguyên liệu gừng.
2. Xây dựng được một quy trình sản xuất gừng muối chua có giá trị ứng dụng cao.

1


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ gừng
Gừng là một loại cây trồng thương mại quan trọng đối với nền kinh tế nông nghiệp
trên thế giới, bởi những giá trị khoa học mà mà nó mang lại cho ngành công nghiệp
thực phẩm và y học.Theo số liệu báo cáo từ năm 1998 đến năm 2000, Ấn Độlà nước
sản xuất gừng lớn nhất trên thế giới với 30% tổng sản lượng gừng sản xuất trên toàn
thế giới, tiếp sau đó là Trung Quốc với 20%, sau đó là các nước Thái Lan, Braxin,
Đài Loan, Nigeria và Indonesia [22]. Sản lượng gừng trên thế giới vào khoảng 0,7 0,8 triệu tấn trên tổng số 0,3 triệu ha đất canh tác trên nhiều quốc gia (1998- 2000)
[22].Không chỉ nguồn cung mà nguồn cầu cũng rất quan trọng, một số nước nhập

khẩu gừng chủ yếu là UK, Mỹ, Nhật Bản và Saudi Arabia [22].Những năm gần đây
sản xuất gừng ở Ấn Độ có những bước thăng trầm, tuy vậy vẫn là nước dẫn đầu với
sản lượng gừng hàng năm đạt 6,55 tấn trên 1,33 ha, đóng góp khoảng 65% sản
lượng gừng trên thế giới, mang lại nguồn ngoại tệ chủ yếu cho quốc gia này, gừng
sản xuất chiếm 11,89% trong tổng số các loại cây trồng gia vị khác (2014-2015)
[23].
Nhu cầu về gừng đang tăng đáng kể trên thế giới. Thị trường gừng toàn cầu nói
chung và Châu Âu nói riêng được kỳ vọng sẽ tăng ít nhất đến năm 2020. Từ năm
2012, giá trị nhập khẩu gừng tăng khoảng 16% mỗi năm, khối lượng nhập khẩu
tăng khoảng 12% mỗi năm. Do nguồn cung gừng toàn cầu giảm từ đầu năm 2015,
nhu cầu về gừng đã vượt xa nguồn cung toàn cầu. Do một số công ty mua số lượng
lớn gừng đã dẫn đến tình trạng khan gừng trên thị trường Trung Quốc và làm tăng
giá bán. Năm 2015, 73% tổng lượng gừng nhập khẩu của EU được nhập khẩu trực
tiếp từ các nước đang phát triển. Tại thị trường Châu Âu, năm 2016
tổng khối lượng gừng khô nhập khẩu đã đạt 154 nghìn tấn [5]. Thị trường gừng
Châu Âu đang tăng trưởng, đem lại cơ hội cho các nhà xuất khẩu gừng của Việt
Nam. trong đó Hà Lan, Anh và Đức là những thị trường tiềm năng nhất cho mặt
hàng gừng khô.

2


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

Hà Lan là nước nhập khẩu và thương mại lớn nhất mặt hàng gừng tại Châu Âu.
Nhập khẩu của nước này tăng cao khoảng 16% mỗi năm về khối lượng từ năm 2011
đến năm 2015. Năm 2015, 97% lượng gừng nhập khẩu của Hà Lan đến từ các nước
đang phát triển. Nước này có mức tiêu thụ gừng theo đầu người cao nhưng tương

đối không ổn định [5].
Anh nhập khẩu tới 94% lượng gừng từ các nước đang phát triển, đây cũng có thể là
một thị trường đầy tiềm năng cho các doanh nghiệp xuất khẩu gừng Việt Nam.
Nước này cũng là nước nhập khẩu gừng lớn thứ hai ở Châu Âu, có thể có nguyên
nhân do lượng dân Châu Á sinh sống tại nước này lớn. Tiêu dùng theo đầu người
của nước này cao hơn nhiều so với mức trung bình của Châu Âu. Con số này ổn
định trong giai đoạn từ năm 2011 đến năm 2015, và có tăng nhẹ từ năm 2014 đến
năm 2015 [5].
Đức là nước nhập khẩu gừng lớn thứ ba. Tổng lượng nhập khẩu của nước này
tăng trung bình 6,3% kể từ năm 2011. Tiêu thụ theo đầu người của Đức cao hơn
một chút so với mức trung bình của Châu Âu [5].
Bên cạnh đó, Pháp cũng là nước nhập khẩu gừng lớn và khối lượng nhập khẩu
tương đối ổn định trong những năm qua. Tổng lượng nhập khẩu của Pháp tăng 9%
về khối lượng kể từ năm 2011. Năm 2015, khối lượng nhập khẩu gừng của nước
này đã đạt 5 nghìn tấn. Từ năm 2011, khối lượng nhập khẩu gừng của Italia tăng
đáng kể với mức tăng trung bình hàng năm là 20%. Đan Mạch là nước đang tăng
nhập khẩu gừng một cách nhanh chóng. Mặc dù năm 2015, nước này mới chỉ nhập
khẩu 2,5 nghìn tấn, nhưng tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm về khối lượng là
28% kể từ năm 2011. Nhập khẩu từ các nước đang phát triển tăng 23% trong cùng
thời kỳ. Năm 2015, 60% gừng nhập khẩu của Đan Mạch được nhập khẩu trực tiếp
từ các nước đang phát triển [5].
Trung Quốc là nước cung cấp chính gừng cho Châu Âu và đây cũng chính là đối
thủ cạnh tranh nặng ký nhất của Việt Nam. Nước này chiếm tới 81% nguồn cung

3


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

gừng cho Châu Âu từ các nước đang phát triển năm 2015. Một số nước cung cấp
gừng là nước đang phát triển khác bao gồm: Peru (4,1% thị phần năm 2015), Brazil
(2,8%), Nigeria (2,5%), Ấn Độ (1,3%) và Thái Lan (1%) [5].
Ở Việt Nam cây gừng được trồng khá phổ biến từ phía Bắc (Lạng Sơn, Cao Bằng,
Bắc Kạn, Yên Bái, Thái Bình, Ninh Bình,...) đến miền Trung (Nghệ An, Hà
Tĩnh,...) vào phía Nam (Ninh Thuận, Tây Ninh, Cà Mau,...). Nhưng chủ yếu được
trồng với quy mô nhỏ, trong các hộ gia đình với sản lượng chưa nhiều, cung cấp
cho thị trường địa phương và trong nước là chủ yếu.

Hình 1.1.Ngƣời dân xã Biển Bạch Đông huyện Thới Bình thu hoạch gừng non
để bán cho thƣơng lái. (Ảnh: Huỳnh Thế Anh/TTXVN).
Nhìn chung, tình hình sản xuất gừng ở Việt Nam những năm qua không ổn định,
một phần do khí hậu thất thường ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất gieo trồng, một
phần do việc xuất khẩu cũng còn gặp nhiều khó khăn ảnh hưởng đến giá cả thị
trường. Tuy nhiên, chúng ta đang từng bước khắc phục khó khăn, mở rộng thị
trường để cây gừng có thể trở thành cây trồng chủ lực của Việt Nam.
1.2.Đặc điểm sinh học của gừng
Cây gừng có tên khoa học là Zingiber officinale Roscoe thuộc họ Zingiberaceae.
Chỉ có phần củ của cây gừng là được sử dụng phổ biến bởi những công dụng tuyệt
vời mà nó mang lại cho con người.

4


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

Trên thế giới, gừng có nhiều loài khác nhau tùy vào mỗi vùng lãnh thổ như [23]

Gừng Ấn Độ / Nepal / Bangladesh / Sri Lanka gừng - ( Zingiberofficinale)
Gừng Jamaica - ( Zingiber officinale)
Gừng Trung Quốc - (Asarum splendens)
Gừng Úc - ( Alpinia caerulea )
Gừng Nigeria - ( Zingiber officinale trắng và vàng)
Gừng Nhật Bản - ( Zingiber mioga )
Gừng Indonesia - ( Alpinia galanga )
Đảo Hawaii - ( Zingiber zerumbet )
Ở Việt Nam có 3 loài chính là:
Gừng dại (Zingiber cassumuar) củ khá to, nhiều xơ, vị cay, nhiều mùi hăng, thịt
củ màu vàng xanh được dùng làm thuốc, gia vị, thường mọc hoang dại trong tự
nhiên.
Gừng gió (Zingiber Zerumbet) ít được gây trồng, củ chỉ dùng làm dược liệu.
Loài Zingiber officinale được trồng chủ yếu phục vụ cho sản xuất và xuất khẩu, có
hai giống khác nhau là gừng trâu củ to, ít xơ, ít cay, thích hợp cho xuất khẩu và
gừng dé được gây trồng phổ biến, cho củ nhỏ hơn, vị cay và nhiều xơ hơn, hiện nay
đang được bán nhiều ở thị trường trong nước.

5


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

Hình 1.2. Cây gừng (Zingiber officinale Roscoe)
Cây gừng được trồng phổ biến ở các vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, nhiệt độ trung bình
hàng năm 21 – 27oC, lượng mưa hàng năm 1.500 – 2.500mm. Cây gừng được trồng
ở nơi có độ cao trên mặt nước biển từ vài mét tới 1.500m. Tại các vùng núi cao hơn
1500m, khí hậu lạnh, nhiều sương giá thì không nên trồng gừng. Cây gừng thích

hợp ở vùng có một mùa khô ngắn, có nhiệt độ không khí tương đối cao trong thời
kỳ củ gừng thành thục. Vì vậy, khí hậu ở nhiều địa phương miền Nam nước ta thích
hợp cho trồng gừng. Cây gừng cần đất tương đối tốt, tầng đất dày, tơi xốp, ít đá lẫn,
khả năng giữ nước lớn nhưng thoát nước tốt, có độ ẩm đầy đủ trong suốt thời gian
cây sinh trưởng, tốt nhất là đất thịt, không ưa đất cát và đất sét. Đất có hàm lượng
mùn cao rất thích hợp cho trồng gừng. Đất trồng gừng có pH = 4 – 5,5 nhưng thích
hợp nhất là 5,5 – 7. Ở nước ta có 2 loại đất vùng đồi, núi trồng gừng có năng suất
cao và chất lượng tốt là đất đỏ trên sản phẩm phong hoá từ đá vôi nằm ở chân núi đá
vôi và đất nung đỏ trên badan, poocphia và các loại đá mác ma trung tính và kiềm.
Cây gừng cũng sinh trưởng tương đối tốt dưới tán che của các vườn cây ăn quả và

6


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

một số loại rừng trồng. Tuy nhiên, dưới độ tán che 0,7 – 0,8 của các rừng gỗ tự
nhiên, cây gừng trồng cho năng suất củ chỉ bằng 1/2 năng suất trồng ở nơi ánh sáng
hoàn toàn trên cùng một loại đất. Vì cây gừng có biên độ rộng về nhu cầu ánh sáng
nên nó có vị trí quan trọng trong phương thức lâm nông kết hợp. Gừng là loài cây
ưa ẩm nhưng không chịu úng nước, có nhu cầu N, P, K tương đối cao, trong đó, nhu
cầu về N nhiều nhất, sau đó K và P. Vì vậy, muốn đạt năng suất cao phải trồng
gừng trên đất tốt, nếu trồng trên đất xấu phải bón phân.
1.3. Công dụng của củ gừng
Người ta đã phân tích được khoảng hơn 400 hoạt chất trong củ gừng, chia thành 4
loại chính: chất nhựa chiếm 5-10% trong gừng tươi, gồm khoảng hơn 30 hoạt chất;
tinh dầu chiếm 2-3% trong gừng khô, gồm khoảng trên 200 hoạt chất; các chất
khoáng, vi lượng(Zn, Se, Co), đa lượng(Ca, Mg, Fe, P, Mn); và các loại vitamin B1,

B2, B6, C. Nhờ có thành phần hóa học phong phú như vậy mà gừng có rất nhiều
công dụng, đặc biệt là đối với sức khỏe của chúng ta, sau đây là một số tác dụng
chính của củ gừng: ức chế một số vi khuẩn Gram dương và Gram âm gây bệnh loét
dạ dày, tá tràng; kích thích sinh trưởng Lactobacillus- mô ̣t loa ̣i vi khuẩ n lành tin
́ h
rấ t tố t cho đường tiêu hóa ; trong mô ̣t số trường hơ ̣p có tác du ̣ng tương đương
Aspirin với hoa ̣t tính chố ng viêm , giảm đau , hạ sốt; có tác dụng chố ng sinh huyế t
khố i ngăn ngừa nhồ i máu cơ tim , chố ng nôn nhấ t là cho phu ̣ nữ có thai mà không
đô ̣c, chố ng say tàu xe ; có tác dụng chống lão suy, theo kết quả nghiên cứu của các
nhà khoa học Nhật Bản những thành phần tạo ra cảm giác cay trong củ gừng có tác
dụng chống ôxy hóa rất mạnh đối với các chất mỡ có trong cá và thịt, không những
có thể chống lại sự hủy hoại các chất mỡ trong thức ăn do ôxy hóa, mà khi được hấp
thu vào cơ thể, các thành phần cay đó còn có tác dụng chống lại sự ôxy hóa các chất
mỡ bên trong cơ thể;cũng theo các nhà khoa học Nhật Bản sử dụng gừng thường
xuyên rất có lợi cho việc phòng, chữa sỏi mật do các loại tinh dầu thơm trong củ
gừng có tác dụng ức chế sự hợp thành prostaglandin- một chất gây ra sỏi mật, do đó
có thể phòng ngừa bệnh sỏi mật; các nhà khoa học đã sử dụng một chất hóa học có

7


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

trong củ gừng bào chế thành một loại thuốc hòa loãng máu để chống sự đông máu;
thuốc này còn có tác dụng làm giảm mỡ trong máu, hạ thấp huyết áp, đặc biệt là nó
có thể phòng ngừa chứng huyết khối và chữa trị bệnh nghẽn tắc cơ tim; nước gừng
còn có khả năng ức chế sự sinh sản của tế bào ung thư và làm giảm bớt các tác dụng
phụ của các thứ thuốc chống ung thư; nhờ chứa chất Cineole nên gừng có thể giúp

giải tỏa stress, trị bệnh nhức nửa đầu, giúp cho giấc ngủ ngon và sảng khoái [10]
Những năm gần đây các nhà khoa học cũng chứng minh được một số công dụng
khác của củ gừng như vị cay nồng của gừng giúp cho việc làm sạch lưỡi bằng cách
tăng tiết dịch nhầy, vệ sinh lưỡi làm tăng sự thèm ăn, tính nóng của gừng làm tăng
tỷ lệ trao đổi chất do đó nó cũng giúp tăng khả năng tiêu hóa, Bột gừng khô như là
loại dầu tự nhiên,nó bốc hơi bôi trơn lớp lót trong của ruột đặc biệt ruột già tạo điều
kiện cho việc loại bỏ lông mao và phân, hơn nữa do hương vị cay nồng nó cũng
giúp phá vỡ phân cứng trong đại tràng do đó làm cho phân mềm để thoát ra dễ
dàng, gừng có thể làm giảm những cơn đau thắt ngực hoặc bất kỳ phần khác của cơ
thể, gừng có thể làm giảm chất độc trong khớp và với chất làm mềm da hiệu quả
làm giảm thấp khớp, gừng rất tốt trong việc giữ giọng nói trong, rõ ràng, hương vị
cay nồng của gừng giúp tái tạo lại phế quản co thắt do đó giảm khó thở hoặc hen
suyễn, hiệu quả chính của gừng là ở vùng chậu bao gồm từ rốn và chi dưới. Bệnh
giun tròn được đặc trưng bởi phù ở cả hai chân,vì gừng hoạt động tốt trong phần
này của cơ thể và nó cũng có hiệu quả chống viêm nên làm giảm bệnh giun
tròn[24].Gầnđây nhất một nghiên cứu đã chỉ ra rằng gừng lên men với
Chizosaccharomyces pombe làm giảm sự suy giảm trí nhớ [16].
Thành phần hóa học đặc trưng của gừng là terpenes và oleo- resin, được gọi là nhựa
dầu gừng làm nên vị cay của gừng, một loại chất dễ bay hơi chiếm 1-3% trong gừng
là tinh dầu gừng [24].
Hasanain Khaleel Shareef- Khoa sinh học, Đại học Babylon , Iraq và cộng sự đã
công bố đề tài khoa học về tác dụng kháng khuẩn của củ gừng trên tạp chí Hóa học
Đan Mạch tháng 4 năm 2016, đã tìm thấy 48 hợp chất trong dịch trích ly từ gừng
với Methanol trong đó có đến 28 hợp chất có hoạt tính dược lý như kháng sinh có

8


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

thể kháng khuẩn, chống viêm, 10 hợp chất có khả năng chống oxi hóa và một số
hợp chất có khả năng chống ung thư, trầm cảm, chống nôn, chống sốt rét, loạn nhịp
tim, giảm đau, hạ mỡ máu...
Bệnh nhân với các bệnh mãn tính thường tìm kiếm phương pháp điều trị bằng
thảo dược, và gừng hiện nay là một trong thuốc thảo dược phổ biến nhất điều trị các
bệnh viêm nhiễm. Với nhiều tác dụng chữa bệnh như vậy nên gừng thường được sử
dụng nhiều trong đông y.
Trong ngành công nghiệp thực phẩm, gừng được sử dụng như chất phụ gia tăng
hương vị thực phẩm, ngoài ra nó còn ức chế vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm. Mặt
khác, gừng cũng được sử dụng rộng rãi như gia vị trong bữa ăn hàng ngày của
người Châu Á. Một sản phẩm rất được ưa chuộng ở nhiều nước Châu Á mà tiêu
biểu là Nhật Bản, đó là gừng muối chua ngọt, một loại gia vị ăn kèm trong các bữa
ăn có mùi thơm đặc trưng của gừng, vị cay, giòn, chua chua, ngọt ngọt và có màu
hồng nhạt, màu đỏ cam hoặc màu gừng tự nhiên. Ăn gừng muốichua ngọt giúp khử
tanh, sạch vị giác, làm ấm bụng và chống lại tính hàn của các loại hải sản, đồ tươi
sống. Ngoài ra, còn có tác dụng hỗ trợ tiêu hóa, giảm cholesterol, giảm mỡ, khử mùi
hôi, kháng viêm, diệt khuẩn, ngừa bệnh cúm và cảm lạnh [26].
Giảm các triệu chứng về tiêu hóa như đau bụng nôn mửa, giúp tiêu hóa tốt, tăng
cường chức năng của hệ tiêu hóa, giúp chống viêm nhiễm hệ tiêu hóa do ăn phải
những loại thực phẩm không đảm bảo vệ sinh [28].
Dùng trong giai đoạn đầu của thai kỳ có thể giúp giảm các triệu chứng thai nghén
khó chịu. Giảm cholesterol, giảm mỡ, giảm cân. Giảm sự hình thành của các tế bào
ung thư, giảm thiểu tác hại của các biện pháp hóa trị với bệnh nhân ung thư, giúp
giảm đau và điều trị các chứng thấp khớp và viêm khớp mãn tính [28].
Chất gingerols được biết như là nhân tố chính ngăn ngừa ung thư ruột kết.Theo
nghiên cứu của trường đại học Y dược Maryland, thành phần trong gừng còn giúp
giảm tắc nghẽn mạch máu, ngăn ngừa đột quỵ [28].

9


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

Ăn gừng ngâm dấm hay một thìa con nước giấm còn có tác dụng lọc và đào thải
chất cặn bã ra ngoài cơ thể [28].

Hình 1.3. Gừng muối chua ngọt Nhật Bản
1.4.Quá trình lên men lactic
1.4.1. Định nghĩa
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường mà ở đây chủ yếu là đường hexoza
(glucoza) thành axit lactic nhờ vi sinh vật mà điển hình là vi khuẩn lactictrong điều
kiện yếm khí. Đây là một loại hình lên men phát triển nhất trong tự nhiên.
Ngoài sản phẩm lên men chính là axit lactic nó còn sản sinh ra axit acetic, ethanol,
các hợp chất thơm, bacteriocin, exopolysaccharide và một số enzyme quan trọng
khác [15].
1.4.2. Vi khuẩn lactic
Theo hệ thống phân loại của Bergey năm 1979, vi khuẩn lactic được phân loại:
Họ:

Lactobacteriaceae.

- Họ phụ:

Streptoccaceae.

10

Luận văn Thạc sĩ Sinh học
Giống:

Nguyễn Thị Giang

Streptococcus.

Leuconostoc.
- Họ phụ:

Lactobacteriaceae.

Giống:

Lactobacterium.

Đặc điểm chung
Vi khuẩn lacticlà vi khuẩn Gram dương, oxydase và catalase âm tính, hình que hay
hình cầu, không tạo bào tử, không di động, kỵ khí chịu dưỡng [9]. Kích thước và
hình dạng có thể khác nhau ở các chủng khác nhau, và sự thay đổi có thể xảy ra
trong quá trình sinh trưởng.

Hình 1.4. Hình thái vi khuẩn lactic quan sát dƣới kính hiển vi
Vi khuẩn lactic có thể phát triển ở các nhiệt độ khác nhau, có thể chia thành hai
nhóm : Nhóm vi khuẩn ưa ẩm, nhiệt độ tối ưu là 25- 35oC (ví dụ: Streptococus
lactic, Lactobacillus casei, L. plantarum...) và nhóm vi khuẩn ưa nhiệt, nhiệt độ tối
ưu là 37- 45oC (Streptococus thermophilus, Lactocbacillus bulgaricus, L.
helvetcus,...).

Vi khuẩn lactic có khả năng chịu được nồng độ muối cao. Chúng có khả năng sinh
axit và chịu axit rất tốt nên chúng có thể chiếm ưu thế so với các vi sinh vật khác

11


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

trong môi trường giàu dinh dưỡng, vậy nên, chúng thường là đại diện tiêu biểu cho
nhóm vi khuẩn trong giai đoạn cuối của quá trình lên men.
Nhu cầu dinh dƣỡng
Dinh dưỡng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả lên men của vi khuẩn
lactic, chúng có nhu cầu dinh dưỡng rất phức tạp.
Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn latic khác nhau thì khác nhau, đặc biệt là nhu cầu
về vitamin và nitơ. Trong đó, Lactobacillus được coi là nhóm vi khuẩn có đòi hỏi
về dinh dưỡng cao nhất. Chúng đòi hỏi không chỉ các cơ chất phức tạp chứa cacbon,
nitơ, photphat và lưu huỳnh mà còn có nhu cầu rất lớn về các yếu tố cần cho sự phát
triển như vitamin, muối vô cơ.
Nhu cầu về Cacbon:
Vi khuẩn lacticcó thể sử dụng được nhiều loại hydratcacbon khác nhau như hexose
(glucose, fructose, mantose, galactose), các đường đôi (saccarose, lactose, mantose)
và các polysaccarit (tinh bột, dextrin). Tuy nhiên, nguồn Cacbon tốt nhất là các loại
đường có tính khử ở liều lượng nhỏ.
Nhu cầu về Cacbon còn tùy thuộc vào mỗi loài khác nhau như Lactobacillus
delbrueckii có thể sử dụng đường matose, Latobacillus bulgaricus có thể sử dụng
lactose mà không sử dụng mantose và saccarose...
Trong quá trình lên men, ngoài việc sử dụng các hợp chất chứa cacbon, vi khuẩn
lactic còn có thể sử dụng các axit amin như arginin, tizonin, gluconic làm nguồn

cung cấp năng lượng.
Nhu cầu về Nitơ:
Nitơ có mặt trong tất cả các thành phần quan trọng trong tế bào như protein,
enzym, axit amin...vi khuẩn lactic rất cần nitơ để đảm bảo cho quá trình sinh trưởng
và phát triển được diễn ra. Tuy nhiên, đa số chúng lại không thể tự tổng hợp được

12


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

các hợp chất hữu cơ phức tạp chứa nitơ, do vậy chúng phải sử dụng nguồn nitơ có
sẵn trong môi trường.
Nguồn nitơ thường được bổ sung dưới dạng các hợp chất hữu cơ tự nhiên như dịch
ngũ cốc, dịch thủy phân protein, cao ngô, cao thịt, cao nấm men...Trong đó, cao
nấm men thường được sử dụng hơn cả.
Nhu cầu về Vitamin:
Vitamin là loại hợp chất không chứa năng lượng nhưng rất cần thiết trong chuyển
hóa vật chất và hoạt động của cơ thể và chúng là hợp chất không thể thay thế. Đa số
vi khuẩn lactic không tự tổng hợp được vitamin cho bản thân mà chúng phải sử
dụng nguồn vitamin được cung cấp từ bên ngoài vào, vì thế mà việc bổ sung
vitamin vào môi trường là rất cần thiết cho vi sinh vật này. Các dịch chứa vitamin
thường được sử dụng như dịch ép khoai tây, ngô, cà rốt, dịch thủy phân nấm men..
Nhu cầu về muối khoáng:
Mọi cơ thể sống đều cần được cung cấp muối khoáng, tuy với lượng rất nhỏ nhưng
rất cần thiết trong các chức năng trao đổi chất quan trọng trong các hoạt động sống.
Các hợp chất vô cơ chứa đồng, sắt, natri, kali,photpho, lưu huỳnh, mangan,
magie...cần được bổ sung vào môi trường sống của vi khuẩn lactic.

Ứng dụng của vi khuẩn lactic
Vi khuẩn lacticlà lợi khuẩn được biết đến từ rất lâu trước đây và ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là thực phẩm và y học. Chúng cạnh tranh và đối
kháng với các vi sinh vật gây bệnh, giúp cân bằng hệ vi sinh vật tự nhiên trong
đường ruột, tiết các enzym tiêu hóa giúp tăng cường chuyển hóa thức ăn. Ngoài ra,
chúng còn làm giảm lượng cholesteron trong máu, chữa các bệnh rối loạn đường
ruột, bệnh viêm dạ dày cấp tính và chống lại hiện tượng nhờn thuốc sau thời gian
điều trị kháng sinh dài ngày, đồng thời tạo ra các thức ăn bổ sung khoáng, vitamin
cho người bệnh, cho những người ăn kiêng [3]. Những vi khuẩn lactic có lợi thường
được sử dụng trong các chế phẩm probiotic [2]. Chúng có khả năng bám chặt vào

13


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

màng nhầy của ruột, ức chế sự bám của vi sinh vật gây bệnh. Chúng sản xuất các
axit lactic làm giảm pH đường ruột, tạo môi trường không thuận lợi cho vsv có hại
phát triển. Ngoài ra, chúng còn sản xuất chất kháng sinh, sinh H2O2, sản xuất các
enzym tiêu hóa (amylase, cellulase, lipase, protease), các vitamin (Bi, B2, B6, B12),
khử độc tố trong đường ruột [3], [6], [7]. Cho đến nay, các nghiên cứu về vi khuẩn
lactic trên thế giới đang rất được quan tâm, đặc biệt là trong ngành công nghiệp
thực phẩm với rất nhiều sản phẩm lên men lactic.
Vi khuẩn lactic được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn với axit lactic là nguyên
liệu rất cần thiết của nhiều ngành công nghiệp. Đặc biệt, trong công nghiệp chế biến
và bảo quản thực phẩm như sữa chua, các loại dưa từ rau củ, tự bacteriocin được
sinh ra bởi vi khuẩn lactic đã thu hút được sự chú ý rất lớn đặc biệt là tiềm năng như
chất bảo quản thức ăn trong nhiều thế kỷ qua, và sản xuất bacteriocin chúng có thể

thay thế các chất bảo quản hóa học để phòng ngừa sự hư hỏng do vi khuẩn hoặc sự
gia tăng của vi khuẩn gây bệnh trong thực phẩm.
Vi khuẩn lactic biểu thị một loạt các hoạt động kháng khuẩn. Trong số các hoạt
động đó, việc sản xuất acid lactic là quan trọng nhất. Một trong những đặc điểm của
các hợp chất kháng khuẩn là khả năng chống lại các vi khuẩn gây bệnh đường ruột
như Escherichia coli, Salmonella và nhóm Vibrio spp [17]. Một sự giải thích khoa
học về ảnh hưởng có lợi của vi khuẩn lactic được nhà sinh lý học người Nga Eli
Methchnikoff đưa ra, ông tin rằng lý do chính gây ra quá trình lão hóa của con
người là do chất độc tạo thành bởi sự phân hủy và lên men trong ruột [22],và khi
nhận thấy quá trình lên men lactic của sản phẩm sữa ngăn chặn sự phân hủy, ông tin
rằng sự tiêu thụ sản phẩm sữa như thế sẽ tương tự với việc ngăn chặn lại quá trình
phân hủy trong ruột, khi đó các vi khuẩn lactic sẽ làm giảm hoạt động của vi khuẩn
có hại, từ đó ngăn cản quá trình lão hóa[22]. Do nhiều yếu tố mà phần lớn lượng vi
sinh vật có lợi trong đường ruột bị giảm đi làm ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động
của hệ tiêu hóa, do đó việc bổ sung thêm một lượng sinh khối probiotics là cần

14


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

thiết. Như vậy ta có thể thấy những tác động của vi khuẩn lactic đối với hệ tiêu hóa
là rất tích cực.
1.4.3. Các loại hình lên men lactic
Dựa vào con đường chuyển hóa hexoza,có thể phân biệt 2 nhóm vi khuẩn lên
menlactic như sau:
Nhóm lên men lactic đồng hình
Các vi khuẩn lên men đồng hình phân giải đường theo con đường EMP và sản

phẩm thu được chủ yếu là axit lactic (khoảng 90-98%), chỉ một phần nhỏ pyruvat
được decacboxyl hóa thành axit acetic, ethanol, axeton và CO2.
Một số loài vi khuẩn lactic lên men đồng hình thường gặp như: Lactococcus lactic,
Enterrococcus

fecalis,

Streptococcus

salivarius,

Streptococcus

pyogenes,

Streptococcus cremois, Streptococcus thermophilus, Streptococcus diacetylactic.
Nhóm lên men lactic dị hình
Nhóm này lên men phức tạp hơn do chúng thiếu hai enzym chính của con đường
EMP là aldolase và triozophotphatizomerase, vì vậy ở giai đoạn đầu của quá trình
chuyển hóa sẽ diễn ra theo con đường PP(pentose photphat), tiếp theo đó chuyển
hóa đường thành axit lactic theo con đường glyxeraldehyd 3P, bên cạnh đó chúng
còn tạo ra các sản phẩm phụ như axit acetic, rượu etylic, CO2 trong môi trường.
Như vậy, sản phẩm chính của quá trình lên men lactic dị hình là axit lactic
nhưng chỉ có khoảng 40% và các sản phẩm phụ khác như axit succinic và rượu
etylic (20%), axit acetic (10%), các chất khác (20%). Do tạo nhiều sản phẩm đồng
thời như vậy nên việc tách và cô lập các sản phẩm là rất khó khăn, cho nên các
chủng vi khuẩn dị hình thường không được ứng dụng trong sản xuất axit lactic quy
mô lớn nhưng lại thích hợp với các sản phẩm lên men truyền thống để tạo mùi vị
đặc trưng cho sản phẩm.Tuy nhiên, nếu quá trình lên men lactic có sự lên men đồng
thời của vi khuẩn lactic đồng hình và dị hình thì có thể cho năng suất và kết quả

cảm quan rất tốt. Vì quá trình lên men lactic dị hình ngoài việc tạo thành axit lactic

15


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

còn tạo ra các sản phẩm phụ tạo thành este làm nên mùi thơm đặc trưng cho sản
phẩm.
Ngoài ra, Carbon dioxide được sản xuất thông qua con đường lên men lactic dị
hình có thể ức chế enzyme decarboxylase và sự tích tụ của khí carbon dioxide trong
lớp đôi lipid kép có thể gây ra rối loạn chức năng trong thẩm thấu. Carbon dioxide
có khả năng ức chế nhiều vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm đặc biệt là vi khuẩn
gram âm, mức độ ức chế khác nhau đáng kể giữa các vi sinh vật
Một số đại diện tiêu biểu cho nhóm vi khuẩn lacticlên men dị hình như:
Leuconostoc mensemteroides, Leuconostoc cremoris.
1.4.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic
Ảnh hƣởng của tỷ lệ tiếp giống
Tỷ lệ tiếp giống có ảnh hưởng không nhỏ đến sự phát triển của vi khuẩn. Nếu tỷ lệ
tiếp giống quá thấp sẽ kéo dài thời gian nuôi cấy, dễ nhiễm tạp, hiệu suất thu hồi
sinh khối thấp. Nếu tỷ lệ tiếp giống quá cao, mặc dù thời gian nuôi cấy rút ngắn
nhưng hàm lượng sinh khối không cao do vi khuẩn phát triển nhanh quá làm nguồn
thức ăn chóng cạn kiệt, và chúng sinh ra một số sản phẩm gây ức chế quá trình sinh
trưởng. Vì vậy chọn tỷ lệ tiếp giống thích hợp sẽ tiết kiệm canh trường giống, đảm
bảo quá trình lên men hiệu quả, rút ngắn thời gian lên men.
Ảnh hƣởng của pH
Sống trong môi trường lỏng, vi khuẩn chịu tác động của ion H+ và OH- trực
tiếp hoặc gián tiếp đến sự trao đổi chất và phát triển của vi khuẩn. Nếu pH không

thích hợp, vi khuẩn lacticcó thể bị ức chế, phát triển kém hay bị tiêu diệt. Chính vì
vậy, trong quá trình lên men lactic khi axit lactic tích lũy đủ lớn thì ức chế luôn cả
hoạt động của vi khuẩn lactic (pH<3.8).
Nói chung quá trình lên men sẽ dừng lại khi pH đạt giá trị 4.0. Các loài vi khuẩn
lactic khác nhau thì pH thích hợp khác nhau, dao động trong khoảng từ 4.5-6.5. ,
nhưng một số lại có thể phát triển ở pH=9.6 và một số hoạt động ở pH=3.2 như

16


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

Lactobacillus fermentum có thể chịu được pH =3. Sự liên quan giữa pH và hiệu suất
lên men của vi khuẩn lactic còn là vấn đề mà các nhà khoa học đang tiếp tục nghiên
cứu.
Các vi khuẩn lactic khác nhau sẽ thích hợp với khoảng pH khác nhau Leuconostoc
: 6,3÷6,5; Pediocccus

: 5,5; Lactobacillus, Lactococcus : 5,6÷6,2

Trong quá trình lên men lactic sản phẩm sinh ra cũng làm giảm pH môi trường.
Do đó, nó cũng gây ức chế tới sự phát triển của vi khuẩn lactic. Mỗi loại có khả
năng chịu được ngưỡng pH thấp khác nhau:
Leuconostoc

: pH ≤ 5

Pediocccus

: pH ≤ 3,5-4,4

Lactobacillus

: pH ≤ 3,2 -3,5

Ảnh hƣởng của nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến các phản ứng enzym của tế bào vi sinh vật.
Nhiệt độ nuôi cấy quá cao hay quá thấp đều có thể gây ức chế các enzym, làm đình
trệ các phản ứng trao đổi chất và do đó ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát
triển của vi khuẩn.
Mỗi loại vi khuẩn lactic có khoảng nhiệt độ thích hợp để phát triển. Như loại ưa
ấm, sẽ phát triển ở khoảng nhiệt độ 25÷35°C như: Lactobacillus casei, Lactococcus
lactic subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Leuconostoc...; loại ưa nhiệt
sẽ phát triển ở khoảng nhiệt độ 35÷45°C như: Streptococcus thermophilus,
Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus reuteri...

17


Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Nguyễn Thị Giang

Ảnh hƣởng của Oxy
Vi khuẩn lactic là loài vi sinh vậtkỵ khí tùy dưỡng, nên chúng phát triển tốt nhất ở
môi trường yếm khí, còn ở môi trường hiếu khí chúng vẫn có thể phát triển được
nhưng bị hạn chế.
Có một vài loài (sống trong đường tiêu hóa của động vật) là kỵ khí nghiêm ngặt

như Lactobacillus gasseri,khi có mặt của oxy các loại này không có khả năng
photphoryl hóa, tổng hợp cytochrom, tổng hợp enzym.
Trong quá trình lên men người ta thường sử dụng môi trường yếm khí để tránh
nhiễm khuẩn từ môi trường bên ngoài và cho hiệu suất lên men tốt hơn.
1.4.5. Các giai đoạn của quá trình lên men sản phẩm muối chua.
Rau, quả cho lên men chính là tạo điều kiện cho quá trình lên men lactic. Vi
khuẩn lactic phát triển trong điều kiện yếm khí với nồng độ muối là 1,2 – 2,5% (đối
với rau cải) và 3 – 5% (đối với dưa chuột, cà chua). Vi sinh vật này sẽ biến một
phần đường thành axit lactic. Khi axit lactic đạt đến nồng độ 0,6 – 1,2% có tác dụng
kìm hãm sự hoạt động của các vi sinh vật gây thối rữa ở rau quả, do đó rau quả
muối chua có thể giữ được vài tuần hoặc một vài tháng.
Lên men muối chua có 3 giai đoạn chính:
Giai đoạn 1: Dùng muối hỗn hợp với rau được rửa sạch cho vào thùng được nén
chặt. Lúc này chủ yếu là quá trình thẩm thấu giữa sự trao đổi muối, nước của rau và
môi trường. Một phần đường của rau quả thẩm thấu ra ngoài môi trường. Lúc này
các vi khuẩn yếm khí phát triển dẫn đến sự lên men [29]
Giai đoạn 2: Là giai đoạn lên men chủ yếu. Khi nước đầy ngập rau, tạo điều kiện
yếm khí, lên men lactic thể hiện rõ ràng. Có hai loại vi khuẩn chủ yếu tham gia quá
trình lên men này: vi khuẩn Streptococus và vi khuẩn Lactobacterium,chúngsử
dụng đường trong môi trường ở điều kiện yếm khí. Quá trình này xảy ra đến khi vi
khuẩn đã sử dụng hết lượng đường trong môi trường mới dừng lại. Trong quá trình
lên men còn có các quá trình lên men khác như lên men rượu, yêu cầu độ axit thấp

18