Nghiên cứu và cải tiến kỹ thuật sản xuất và bảo quản để nâng cao chất lượng nem chua

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
……………………………………………………………

NGUYỄN THỊ MỸ NHUNG

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN KỸ THUẬT
SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN ĐỂ NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG NEM CHUA
Chuyên ngành: VI SINH VẬT

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS-TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG

TPHCM, tháng 8 năm 2005


LỜI CÁM ƠN
Con xin gởi ngàn lời kính yêu đến ba má - những người đã không quản
nhọc nhằn để nuôi dưỡng và dạy dỗ con khôn lớn thành người. Con thật sự
hạnh phúc và may mắn khi được làm con gái của ba má.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS - TS NGUYỄN ĐỨC
LƯỢNG _ người đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em
thực hiện luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô khoa Sinh nói chung và các
thầy cơ bộ mơn Vi sinh nói riêng của trường Đại học Sư Phạm TPHCM _
những người đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt những
năm học qua.
Em cũng xin bày tỏ lịng biết ơn đến các thầy cơ của phịng thí nghiệm

bộ môn Công nghệ Sinh học trường Đại học Bách Khoa TPHCM _ những
người đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thật tốt cho em hoàn thành
luận văn này.
Xin cám ơn các anh chị em, bạn bè và những người thân yêu đã động
viên, an ủi, giúp tơi có thêm niềm tin và nghị lực để hồn thành tốt luận văn
này.
NGUYỄN THỊ MỸ NHUNG.


MỤC LỤC
Lời cảm ơn.
Tóm tắt.
Mục lục.
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt.
Danh mục các bảng.
Danh mục các hình, sơ đồ và đồ thị.
Trang
MỞ ĐẦU ------------------------------------------------------------------------- 1
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU----------------------------------------- 4
1.1

Sơ lược về lịch sử lên men lactic-------------------------------------- 4

1.2

Hệ vi sinh vật trong thực phẩm lên men từ thịt --------------------- 5

1.3

Vị trí phân loại của vi khuẩn lactic ----------------------------------- 7

1.4

Đặc điểm của vi khuẩn lactic------------------------------------------ 9

1.5

Sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn lactic ------------------10

1.6

Cơ chế của quá trình lên men lactic ---------------------------------12
1.6.1 Lên men lactic đồng hình--------------------------------------13
1.6.2 Lên men lactic dị hình------------------------------------------15

1.7

Kỹ thuật sản xuất nem chua ở Việt Nam---------------------------16

1.8

Những kỹ thuật sản xuất các sản phẩm lên men từ thịt trong

và ngoài nước ------------------------------------------------------------------19
1.8.1 Các sản phẩm lên men từ thịt ở nước ngoài ----------------19
1.8.1.1 Nem chua Tocino (Philippines) -------------------19


1.8.1.2 Longanisa (Philippines) ----------------------------20
1.8.1.3 Nham (Thaùi Lan) ------------------------------------20

1.8.1.4 Salami (Australia)-----------------------------------21
1.8.1.5 Lạp xưởng Úc ----------------------------------------22
1.8.1.6 Thịt bò khô (Philippines)---------------------------23
1.8.2 Các sản phẩm nem chua ở Việt Nam -----------------------24
1.8.2.1 Nem chua miền Trung------------------------------24
a)

Nem chua Ninh Hòa (Nha Trang-Khánh Hòa) ------24

b)

Nem chua chợ Huyện (Bình Định)---------------------25

1.8.2.2 Nem chua miền Bắc --------------------------------26
a)

Nem chua Thanh Hóa ------------------------------------26

b)

Nem làng Vẽ ----------------------------------------------27

1.8.2.3 Nem chua miền Nam -------------------------------27

1.9

a)

Nem chua Thủ Đức ---------------------------------------27

b)

Nem chua Lai Vung --------------------------------------28

c)

Nem chua “Ông Mập” -----------------------------------29

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ vi sinh vật

trong quá trình lên men và bảo quản nem chua---------------------------33
1.9.1 Nhiệt độ ----------------------------------------------------------33
1.9.2 Độ ẩm -------------------------------------------------------------33
1.9.3 pH

--------------------------------------------------------------33

1.9.4 Hàm lượng đường -----------------------------------------------34
1.9.5 Hàm lượng muối ------------------------------------------------34
1.9.6 Các yếu tố sinh học ---------------------------------------------35


1.9.7 Bao bì -------------------------------------------------------------35
1.10 Những vấn đề còn tồn đọng trong sản xuất nem chua theo
phương pháp truyền thống --------------------------------------------35
1.10.1 Một số nhược điểm của phương pháp lên men truyền
thống--------------------------------------------------------------35
1.10.2 Những hạn chế trong nghiên cứu nem chua ---------------37
1.10.3 Một số vấn đề cần khắc phục trong chế biến nem
chua theo phương pháp lên men truyền thống -------------42

Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ----------45
2.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu -------------------------------------45
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu ------------------------------------------45
2.1.2 Hóa chất ----------------------------------------------------------47
2.1.3 Các loại môi trường nuôi cấy ---------------------------------48
2.1.4 Thiết bị và dụng cụ ---------------------------------------------50
2.2 Địa điểm và thời gian tiến hành thí nghiệm -------------------------51
2.3 Phương pháp nghiên cứu ------------------------------------------------51
2.3.1 Xác định số lượng tế bào theo phương pháp Koch --------51
2.3.1.1 Phương pháp lấy mẫu -------------------------------51
2.3.1.2 Phương pháp pha loãng mẫu -----------------------52
2.3.1.3 Phương pháp cấy mẫu -------------------------------53
2.3.1.4 Cách đếm ----------------------------------------------55
2.3.2 Định lượng acid lactic trong mẫu nem chua ----------------56
2.3.3 Đo pH -------------------------------------------------------------57
2.3.4 Khảo sát yếu tố độ ẩm -----------------------------------------57


2.3.5 Khảo sát yếu tố bao bì -----------------------------------------57
2.3.6 Bổ sung chất chống mốc vào bao bì -------------------------58
2.3.7 Ảnh hưởng của bao bì lên chất lượng cảm quan của
sản phẩm nem chua thử nghiệm -------------------------------59
2.3.8 Ảnh hưởng của hàm lượng đường lên sản phẩm nem
chua thử nghiệm -------------------------------------------------60
2.3.9 Phương pháp so hàng khi đánh giá cảm quan chất lượng
sản phẩm mẫu nem chua đối chứng và thử nghiệm --------60
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN-------------------------------------63
3.1

Đánh giá cảm quan các loại bao bì ----------------------------------63

3.2

Đánh giá chất lượng cảm quan và thời gian bảo quản mẫu
nem chua ở 30oC khi sử dụng bao bì là giấy lọc, giấy lọc
0,01% và giấy lọc 0,02%----------------------------------------------67

3.3

Khảo sát ảnh hưởng của bao bì lên chất lượng sản phẩm
nem chua----------------------------------------------------------------67
3.3.1 Chất lượng cảm quan mẫu đối chứng và giấy lọc --------67
3.3.2 Thời gian bảo quản ở 30oC và O-4oC đối với mẫu
đối chúng và giấy lọc--------------------------------------------68
3.3.3 Sự thay đổi pH ở 30oC và O-4oC ----------------------------69
3.3.3.1

Mẫu đối chứng----------------------------------------69

3.3.3.2 Mẫu giấy lọc -----------------------------------------70
3.3.4 Hàm lượng acid lactic ở 30oC và O-4oC---------------------73
3.3.4.1 Mẫu đối chứng---------------------------------------73
3.3.4.2 Mẫu giấy lọc -----------------------------------------74


3.3.5 Biến đổi hệ vi sinh vật trong quá trình lên men ở 30oC
và O-4oC ---------------------------------------------------------76
3.3.5.1 Vi khuẩn lactic---------------------------------------76
3.3.5.2 Tổng số vi khuẩn hiếu khí -------------------------79
3.3.6 Biến đổi vi sinh vật trong quá trình lên men khi bổ sung thính

gạo ------------------------------------------------------------------------83
3.3.7

Bổ sung 1% thính gạo ---------------------------------------83

3.3.8

Bổ sung 5% thính gạo ---------------------------------------84

3.3.9

Bổ sung 7% thính gạo ---------------------------------------86

3.3.10 Bổ sung 10% thính gạo--------------------------------------87
3.4

Ảnh hưởng của hàm lượng đường lên sản phẩm nem

chua thử nghiệm ----------------------------------------------------------------90
3.4.1 Chất lượng cảm quan-------------------------------------------90
3.4.2 Biến đổi hệ vi sinh vật trong quá trình lên men -----------91
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ---------------------------------------------------93
TÀI LIỆU THAM KHẢO


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Log

logarit

EMP

Embden-Meyerhoff

PP

Pentozophosphat

MRS

De Man-Rogosa-Share

ĐC

Mẫu đối chứng

ĐCT

Mẫu đối chứng được bảo quản ở 30oC ø

ĐCL

Mẫu đối chứng được bảo quản ở O-4oC

GL

Mẫu giấy lọc

GLT

Mẫu giấy lọc được bảo quản ở 30oC

GLL

Mẫu giấy lọc được bảo quản ở O-4oC


DANH MỤC CÁC BẢNG.
Bảng 2.1: Bảng điểm -----------------------------------------------------------------61
Bảng 2.2: Phiếu điểm ----------------------------------------------------------------62
Bảng 3.1: Đánh giá các loại bao bì ------------------------------------------------63
Bảng 3.2: Sự thay đổi pH sau 5 ngày lên men ở 30oC và O-4oC ở mẫu
đối chứng------------------------------------------------------------------ 69
Bảng 3.3: Sự thay đổi pH sau 5 ngày lên men ở 30oC và O-4oC ở mẫu
giấy lọc--------------------------------------------------------------------70
Bảng 3.4: Sự thay đổi acid lactic sau 5 ngày lên men ở 30oC và O-4oC
ở mẫu đối chứng--------------------------------------------------------- 73
Bảng 3.5: Sự thay đổi acid lactic sau 5 ngày lên men ở 30oC và O-4oC
ở mẫu giấy lọc -----------------------------------------------------------74
Bảng 3.6: Số lượng vi khuẩn lactic ở mẫu đối chứng sau 5 ngày lên men
ở 30oC và O-4oC----------------------------------------------------------76
Bảng 3.7: Số lượng vi khuẩn lactic ở mẫu giấy lọc sau 5 ngày lên
men ở 30oC và O-4oC ---------------------------------------------------77
Bảng 3.8: Tổng số vi khuẩn hiếu khí ở mẫu đối chứng sau 5 ngày lên
men ở 30oC và O-4oC ---------------------------------------------------79
Bảng 3.9: Tổng số vi khuẩn hiếu khí ở mẫu giấy lọc sau 5 ngày lên
men ở 30oC và O-4oC ---------------------------------------------------80
Bảng 3.10: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 1% thính
gạo sau 5 ngày lên men------------------------------------------------83
Bảng 3.11: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 5% thính

gạo sau 5 ngày lên men---------------------------------------------- 84
Bảng 3.12: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 7% thính
gạo sau 5 ngày lên men -----------------------------------------------86
Bảng 3.13: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 10% thính
gạo sau 5 ngày lên men------------------------------------------------ 87
Bảng 3.14: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem sử dụng 40% đường
sau 5ngày lên men------------------------------------------------------91


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VÀ ĐỒ THỊ.
Sơ đồ 1.1: Vị trí phân loại của vi khuẩn lactic ------------------------------------ 8
Sơ đồ 1.2: Quá trình lên men lactic đồng hình -----------------------------------13
Sơ đồ 1.3: Phương trình tổng quát của lên men lactic đồng hình--------------14
Sơ đồ 1.4: Phương trình tổng quát của lên men lactic dị hình -----------------15
Sơ đồ 1.5: Quá trình lên men lactic dị hình ---------------------------------------15
Sơ đồ 1.6: Quy trình sản xuất nem chua ở Việt Nam ---------------------------18
Hình 1.7: Nem Ninh Hòa-------------------------------------------------------------25
Hình 1.8: Nem Bình Định ------------------------------------------------------------26
Hình 1.9: Nem làng Vẽ---------------------------------------------------------------27
Hình 1.10: Nem Thủ Đức ------------------------------------------------------------28
Hình 1.11: Nem Lai Vung -----------------------------------------------------------29
Hình 1.12: Nem “Ông Mập”---------------------------------------------------------29
Sơ đồ 1.13: Quy trình sản xuất nem “Ông Mập” --------------------------------31
Sơ đồ 1.14: Sản xuất nem chua với thịt lên men trước--------------------------41
Sơ đồ 2.1: Quy trình sản xuất nem chua thử nghiệm ---------------------------46
Hình 2.2: Ví dụ về phương pháp pha loãng mẫu ------------------------------- 52
Hình 3.1: Các loại bao bì-------------------------------------------------------------66
Đồ thị 3.2: Sự thay đổi pH sau 5 ngày lên men ở 30oC và O-4oC ở mẫu
đối chứng -----------------------------------------------------------------69
Đồ thị 3.3: Sự thay đổi pH sau 5 ngày lên men ở 30oC và O-4oC ở mẫu

giấy lọc -------------------------------------------------------------------70
Đồ thị 3.4: Sự thay đổi acid lactic sau 5 ngày lên men ở 30oC và O-4oC
ở mẫu đối chứng --------------------------------------------------------73
Đồ thị 3.5: Sự thay đổi acid lactic sau 5 ngày lên men ở 30oC và O-4oC


ở mẫu giấy lọc-----------------------------------------------------------74
Đồ thị 3.6: Sự thay đổi vi khuẩn lactic ở mẫu đối chứng sau 5 ngày lên
men ở 30oC và O-4oC --------------------------------------------------77
Đồ thị 3.7: Sự thay đổi vi khuẩn lactic ở mẫu giấy lọc sau 5 ngày lên
men ở 30oC và O-4oC --------------------------------------------------78
Đồ thị 3.8: Sự thay đổi tổng số vi khuẩn hiếu khí ở mẫu đối chứng sau
5 ngày lên men ở 30oC và O-4oC ------------------------------------79
Đồ thị 3.9: Sự thay đổi tổng số vi khuẩn hiếu khí ở mẫu giấy lọc sau 5
ngày lên men ở 30oC và O-4oC---------------------------------------80
Hình 3.10: Khuẩn lạc của vi khuẩn lactic trong mẫu đối chứng và giấy
lọc khi bảo quản ở 30oC và O-4oC -----------------------------------81
Hình 3.11: Khuẩn lạc của tổng số vi khuẩn hiếu khí trong mẫu đối chứng
và giấy lọc khi bảo quản ở 30oC và O-4oC -------------------------82
Đồ thị 3.12: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 1% thính
gạo sau 5 ngày lên men ----------------------------------------------83
Hình 3.13: Khuẩn lạc của hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 1%
thính gạo sau 5 ngày lên men
84
Đồ thị 3.14: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 5%
thính gạo sau 5 ngày lên men ---------------------------------------85
Hình 3.15: Khuẩn lạc của hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 5%
thính gạo sau 5 ngày lên men-----------------------------------------85
Đồ thị 3.16: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 7%
thính gạo sau 5 ngày lên men ---------------------------------------86

Hình 3.17: Khuẩn lạc của hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 7%
thính gạo sau 5 ngày lên men-----------------------------------------87
Đồ thị 3.18: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 10%
thính gạo sau 5 ngày lên men ---------------------------------------88


Hình 3.19: Khuẩn lạc của hệ vi sinh vật trong mẫu nem bổ sung 10%
thính gạo sau 5 ngày lên men-----------------------------------------88
Đồ thị 3.20: Sự thay đổi hệ vi sinh vật trong mẫu nem sử dụng 40%
đường sau 5 ngày lên men -------------------------------------------91
Hình 3.21: Khuẩn lạc của hệ vi sinh vật trong mẫu nem sử dụng 40%
đường------------------------------------------------------------------- 92


MỞ ĐẦU
Việc sử dụng hoạt động sống của vi sinh vật nói chung, vi khuẩn
lactic nói riêng để chế biến thức ăn trong đời sống được loài người biết đến
từ rất lâu. Từ những nguyên liệu đơn giản, rẻ tiền và bằng con đường lên
men lactic, con người đã chế biến thành những sản phẩm giàu dinh dưỡng
hơn, hợp khẩu vị hơn và có thể bảo quản lâu hơn.
Tùy vào nguồn nguyên liệu và tập quán của mỗi dân tộc, mỗi quốc
gia sẽ tạo nên những món ăn mang đậm bản sắc truyền thống. Các thực
phẩm lên men phải kể đến như: nem chua Tocino và xúc xích Longanisa
của Philippines; Nham và tôm chua Kungchom của Thái Lan; xúc xích
Salami của Australia; sữa chua của Srilanca; củ cải chua Takuan Zuke của
Nhật Bản; kim chi của Hàn Quốc; dưa, cà, hành muối, mắm tôm và đặc
biệt là nem chua của Việt Nam. Đây là những sản phẩm đều có hương vị
độc đáo, thơm ngon, giàu dinh dưỡng, khác xa với tính chất của nguyên liệu
ban đầu và làm chậm quá trình hư hỏng.
Nem chua là sản phẩm lên men từ thịt tươi, được chế biến theo

phương pháp cổ truyền lâu đời. Trong thành phần của nem, thịt là nguyên
liệu chính được phối trộn với các phụ gia và được vi sinh vật nhiễm vào.
Bản chất của quá trình lên men nem chua là quá trình chuyển hóa đường
thành acid lactic nhờ hoạt động của nhóm vi khuẩn lactic trong tự nhiên.
Ở Việt Nam, nem chua là một loại đặc sản có hương vị thơm ngon và
là món ăn không thể thiếu trong mỗi gia đình vào các ngày lễ, giỗ, Tết
hoặc họp mặt gia đình và bè bạn. Nem chua thu hút mọi người ở vị chua,
cay, ngọt, bùi,… rất đặc trưng. Đây là một món ăn dù có ăn nhiều vẫn

1


không dễ ngán. Nổi tiếng về món nem chua không thể không nhắc đến
những cái tên đã gắn liền với nó hàng chục năm nay như: nem chua Ninh
Hòa (Nha Trang–Khánh Hòa), nem chua chợ Huyện (Bình Định), nem chua
Thanh Hóa, nem chua Huế, nem chua làng Vẽ, nem chua Thủ Đức
(TpHCM), nem chua Lai Vung (Sa Đéc–Đồng Tháp) và chắc chắn phải
nhắc đến nem chua “ÔNG MẬP” (Mỹ Thuận–Tiền Giang).
Ngày nay, cùng với sự phát triển của xã hội, mức sống của con người
ngày càng nâng cao và nhu cầu của con người ngày càng đa dạng và phong
phú hơn. Vì vậy nem chua không những ngon, hợp khẩu vị mà còn phải
đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng. Tuy nhiên, nhiều
thực phẩm lên men ở nước ta cho đến nay vẫn còn sản xuất bằng kỹ thuật
thủ công gia truyền với quy mô nhỏ, chất lượng không ổn định, chưa đáp
ứng được tiêu chuẩn về vệ sinh và an toàn thực phẩm nên chưa thỏa mãn
được nhu cầu của nền kinh tế thị trường. Chính vì vậy, vấn đề chất lượng và
thời gian sử dụng nem chua luôn được mọi người quan tâm.
Nhằm đa dạng hóa sản phẩm nem chua, tạo được sản phẩm mới mà
vẫn mang hương vị truyền thống, có thể sản xuất ở quy mô công nghiệp và
kéo dài thời gian sử dụng, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên

cứu cải tiến kỹ thuật sản xuất và bảo quản để nâng cao chất lượng nem
chua” dưới sự hướng dẫn của PGS-TS NGUYỄN ĐỨC LƯNG. Đề tài
này được thực hiện với mục đích nâng cao chất lượng nem chua về cảm
quan; tạo sản phẩm nem chua mới có khả năng ứng dụng sản xuất ở quy
mô công nghiệp và kéo dài thời gian sử dụng cho sản phẩm naøy.

2


Để thực hiện mục tiêu trên, chúng tôi tiến hành các thí nghiệm với
những nội dung sau:
1. Đánh giá cảm quan các loại bao bì: Bánh tráng gói kẹo dừa, giấy
mì Colusa, lá ổi và giấy dùng làm túi lọc trà (giấy lọc).
2. Đánh giá chất lượng cảm quan và thời gian bảo quản nem chua ở
30oC khi sử dụng bao bì là giấy lọc, giấy lọc 0,01% và giấy lọc 0,02%.
3. Khảo sát ảnh hưởng của bao bì lên chất lượng nem chua:
+ Đánh giá chất lượng cảm quan của mẫu đối chứng và giấy lọc.
+ Thời gian bảo quản ở 30oC và 0-4oC của mẫu đối chứng và mẫu
giấy lọc.
+ Sự thay đổi pH của mẫu đối chứng và giấy lọc ở 30oC và 0-4oC.
+ Hàm lượng acid lactic (g/l) của mẫu đối chứng và giấy lọc ở 30oC
và 0-4oC.
+ Biến đổi hệ vi sinh vật trong quá trình lên men ở 30oC và 0-4oC.
4. Biến đổi hệ vi sinh vật trong quá trình lên men khi bổ sung thính
gạo với các tỉ lệ: 1%, 5%, 7% và 10%.
5. Ảnh hưởng của hàm lượng đường lên sản phẩm nem chua:
+ Đánh giá chất lượng cảm quan các mẫu nem khi sử dụng đường với
các tỉ lệ: 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50% và 55%.
+ Biến đổi hệ vi sinh vật trong quá trình lên men khi sử dụng mẫu
giấy lọc với 40% hàm lượng đường.

3


Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Sơ lược về lịch sử lên men lactic: [2], [8], [9], [16]
Năm 1780, nhà bác học người Thụy Điển là Carl Wilhelm Scheele,
lần đầu tiên đã tách được acid lactic từ sữa bò lên men chua.
Năm 1847, Blondeau đã công nhận acid lactic là sản phẩm cuối cùng
của chuỗi phản ứng lên men.
Năm 1857, Louis Pasteur đã chứng minh được sự lên men chua là do
sự hoạt động của nhóm vi khuẩn lactic.
Đến năm 1873, Toseph Lister lần đầu tiên phân lập thành công vi
khuẩn lactic và đặt tên là Bacterium lactis (nay gọi là Streptococcus lactis).
Từ đó đến nay các nhà khoa học đã phân lập được nhiều loài vi
khuẩn lactic khác nhau.
Năm 1891, Miller Thugau đã xác định được mối quan hệ giữa sự có
mặt của vi khuẩn với sự giảm dần độ acid của rượu vang.
Năm 1961, Ribereu Gayon và cộng sự đã công bố sơ đồ tổng quát
của quá trình chuyển hóa acid L-malic thành acid L-lactic và khí cacbonic
dưới sự tham gia của vi khuẩn lactic.
Trên thực tế, phần lớn các nghiên cứu về vi khuẩn lactic chủ yếu
được tiến hành ở lónh vực công nghiệp chế biến thực phẩm nhằm mục đích
định hướng cho tiến trình lên men và cải thiện chất lượng sản phẩm.
Trong những năm gần đây, vi khuẩn lactic đã được áp dụng trong sản
xuất các sản phẩm dạng bột thịt mịn như xúc xích hay trong quá trình chín

4

của nước mắm nhằm giảm thời gian và cải thiện chất lượng cảm quan của
các sản phẩm này.
Bên cạnh đó, đã có những nghiên cứu về tác hại của những vi khuẩn
lactic đối với sức khỏe của con người và động vật, đồng thời cũng có
nghiên cứu về khả năng chống abces trên chuột ở Nhật Bản nhờ vào chủng
Streptococcus thermophilus.
Ngày nay, việc sản xuất các chế phẩm lactic trên thế giới rất phát
triển. Những chủng lactic được sử dụng dưới dạng đông lạnh (thay vì dưới
dạng huyền phù như trước đây) đã rất phổ biến, đặc biệt là ở các nước
Đông Âu, Mỹ và Nhật Bản (trích dẫn bởi Lý Thành Kiệt, 2002).
Trong tự nhiên, vi khuẩn lactic sống hoại sinh nhờ nguồn protein,
hydratcarbon, acid amin từ xác động–thực vật. Các vi khuẩn lactic thường
thấy nhiều trong phân, rác, sữa, xác động–thực vật, niêm mạc miệng, niêm
mạc ruột người,…. Biên độ nhiệt phát triển thích hợp cho loài vi khuẩn này
khoảng 10-40oC.

1.2 Hệ vi sinh vật trong thực phẩm lên men từ thịt: [29], [31], [32],
[33]
Thịt là môi trường giàu dinh dưỡng rất thích hợp cho vi sinh vật sinh
trưởng và phát triển. Thường có rất ít quá trình lên men chỉ có một loại vi
sinh vật tham gia. Điều này có nghóa là quá trình lên men là một chuỗi
chuyển hóa gồm nhiều giai đoạn do các loại vi sinh vật khác nhau đảm
trách. Một vi sinh vật nào đó khởi đầu cho quá trình lên men và phát triển
cho tới khi sản phẩm do chúng tạo ra sẽ ức chế sự phát triển của chính

5


những vi sinh vật này. Sau đó, các vi sinh vật khác phát triển dựa trên cơ
chất và môi trường do vi sinh vật khởi đầu tạo nên cho đến khi chúng bị ức

chế và quá trình cứ thế tiếp tục. Điều này có thể giải thích: những tế bào có
kích thước bé hơn sẽ có diện tích tiếp xúc lớn hơn trong cùng một thể tích
sinh khối, vì vậy khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong môi trường
của các vi sinh vật này cao hơn và chúng sẽ phát triển nhanh hơn nấm.
Hệ vi sinh vật lên men thực phẩm có thể hiện diện trong thịt, nguồn
nước, bao bì, các dụng cụ giết mổ,….. Quá trình chế biến lặp lại sẽ làm cho
các trang thiết bị, không gian và khu vực chế biến có thể có sẵn hệ vi sinh
vật đặc thù cho quá trình lên men.
Các vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men các sản phẩm từ thịt
rất đa dạng: từ nấm men, nấm mốc đến vi khuẩn:
¾

Nấm men: là một trong những nấm đơn bào sống dị dưỡng.

Nhiều loài nấm men đã được biết đến từ hơn 4300 năm bởi khả năng lên
men của chúng. Về mặt phân loại, chúng là nhóm những sinh vật không
đồng nhất bao gồm 60 giống và 500 loài (BELIN, 1989). Tùy theo loài,
chúng có thể thực hiện các chuyển hóa theo con đường oxy hóa hoặc lên
men hoặc cả hai. Chúng thường ưa acid (pH phát triển thường từ 3 đến 7,5
nhưng cũng có một số loài phát triển ngay ở pH=1,5) và ưa ấm (nhiệt độ
phát triển khoảng 25-28oC). Về mặt dinh dưỡng, nấm men sử dụng nhiều
loại hydratcacbon để sản sinh rượu etylic, CO2, acid citric,….. Chỉ một vài
loài nấm men là gây bệnh (Candida albicans, Crytococcus neoformans)
nhưng chúng cũng không gây ngộ độc thực phẩm. Nấm men không gây ra
bất cứ vấn đề nào về sức khỏe trong ăn uống. Tuy vậy, chúng là những vi

6


sinh vật xâm nhiễm và là tác nhân gây hư hỏng các sản phẩm chua, ngọt

hay có cồn. Nấm men giữ một vị trí quan trọng trong quá trình chín tới của
các sản phẩm thịt lên men. Chúng tham gia tạo hương bởi hoạt động phân
giải lipid và chúng làm tránh hiện tượng ôi thối nhờ tiêu thụ hết oxygen.
Chúng làm tăng tốc sự phát triển màu sắc và có thể tránh được vị quá chua
nhờ việc tiêu thụ acid lactic (GUIRAUD, 1998).
¾ Nấm mốc: là vi sinh vật phân hủy protein và lipid.
¾ Nhóm vi sinh vật yếm khí: (chủ yếu là vi khuẩn lactic,
Clostridium, Bacillus, Staphylococcus, Colifrom) gây ra hiện tượng chua
của thịt.
¾ Các vi sinh vật hiếu khí: gây ra hiện tượng nhầy nhớt của thịt
(gồm các giống: Pseudomonas, Streptococcus, Leuconostoc, Bacillus,
Lactobacillus, nấm men và nấm mốc), gây ra hiện tượng biến màu không
bình thường (gồm các giống: Pseudomonas, Micrococcus, Cladosporium) và
gây biến mùi thịt (gồm có nấm mốc: Mucor, Rhizopus).
Như vậy, do thịt là một môi trường cực kì thuận lợi cho sự phát triển
của nhiều loại vi sinh vật nên hệ vi sinh vật tự nhiện của thịt rất đa dạng.
Điều này cần chú ý khi chế biến thịt để có biện pháp ức chế tối đa các biến
đổi bất lợi của thịt do vi sinh vật gây ra.

1.3 Vị trí phân loại của vi khuẩn lactic: [8], [9]
Theo khóa phân loại của Bergey (1975), vi khuẩn lactic được xếp
chủ yếu vào các nhóm sau:

7


Họ Lactobacilaceae

Họ phụ Streptococcaceae

Họ phụ Lactobacteriaceae

Các giống

Giống Lactobacillus

Streptococcus
Leuconostocs

Giống phụ

Enterococcus Thermobacterium

Giống phụ
Streptobacterium

Giống phụ
Betabacterium

Pediococcus
Lactococcus
Sơ đồ 1.1: Vị trí phân loại của vi khuẩn lactic.
™

Lactobacillus: là trực khuẩn gram dương, dạng hình que dài,

hiếm khi di động, kích thước 0,5-1,2 x 1-10μm. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát
triển của chúng là 30-40oC. Thường gặp trong các sản phẩm lên men của
sữa (sữa chua, phomat), thịt (nem chua, xúc xích).
™

Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus: giống Lactococcus

mới được thành lập gần đây từ các lactic Streptococci như: Streptococcus
lactic, Streptococcus raffinolactic và một vài Lactobacilli (BERGEY,
1992). Giống Lactococcus gồm những Streptococci lên men thực phẩm,
giống Enterococcus gồm các Streptococci có nguồn gốc từ phân, còn lại là
những Streptococcus theo phân loại mới gồm các Streptococci kí sinh trên
đường hô hấp và miệng của người và động vật.

8


™

Leuconostoc: tế bào hình cầu hoặc oval, đứng thành đôi hoặc

chuỗi, kích thước 0,5-0,7 x 0,7-1,2μm, có thể có hình que ngắn, hai đầu tròn
kết thành chuỗi dài, gram dương, không di động, không bào tử. Khuẩn lạc
nhỏ, có thể tạo nhầy trên môi trường có chứa sucrose. Nhiệt độ tối hảo cho
sự phát triển là 20-30oC. Phân bố rộng trong các sản phẩm thực vật, sữa và
các sản phẩm thực phẩm khác, không gây bệnh cho thực vật và động vật.
™

Pediococcus: đây là các loại cầu khuẩn, thường đứng riêng lẻ,

kết chùm bốn, kích thước 1-2μm, không di động. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát
triển là 25-40oC, hiện diện trong rau quả và thực phẩm, không gây bệnh
cho người và động vật (HOLT, 1992).

1.4

Đặc điểm của vi khuẩn lactic: [3], [26]
Vi khuẩn lactic là tên gọi chung của những vi khuẩn sinh acid lactic,

sản phẩm chính trong quá trình chuyển hóa carbohydrat. Do đặc điểm này
chúng được xếp vào họ Lactobacteriaceae.
Mặc dù nhóm vi khuẩn này không đồng nhất về mặt hình thái (gồm
cả các vi khuẩn dạng lưỡng cầu, tứ cầu, liên cầu và dạng que đứng đơn độc
hoặc thành chuỗi) nhưng lại tương đối đồng nhất về mặt sinh lý. Đó là
những vi khuẩn gram dương, không tạo thành bào tử và hầu hết không di
động. Tất cả các vi khuẩn lactic đều là vi khuẩn lên men bắt buộc, không
chứa cytochrom và men catalase nhưng chúng có thể sinh trưởng được trong
điều kiện có oxy của không khí nhờ có enzym peroxydase nên chúng được
gọi là vi sinh vật kị khí không bắt buộc. Chúng thu nhận năng lượng nhờ

9


phân giải hydratcacbon và sinh acid lactic. Chúng là các vi khuẩn sống từ kị
khí đến vi hiếu khí.
Các đặc điểm đặc trưng của vi khuẩn lactic trong nem chua:
™

Chúng là loại ưa ấm với khoảng nhiệt độ thích hợp là 23-37oC

và phát triển tốt nhất ở 30oC.
™

Chúng chịu được độ mặn trung bình, tất cả đều có thể phát triển

được khi nồng độ NaCl trong môi trường nhỏ hơn hoặc bằng 4%.
™

Chúng đều có khả năng acid hóa môi trường mạnh. Sau 48 giờ

lên men, pH môi trường có thể <4,3. Tại giá trị pH này có thể đảm bảo ức
chế nhiều loại tạp khuẩn trong nem chua.

1.5

Sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn lactic: [8], [15]
Trong môi trường dinh dưỡng, mỗi loại vi sinh vật đều phát triển theo

các giai đoạn nhất định và có tính quy luật rõ rệt. Nghiên cứu quy luật này
sẽ giúp ta có đủ cơ sở khoa học để điều khiển theo hướng ta mong muốn.
Có thể chia quá trình phát triển của vi sinh vật nói chung và của vi
khuẩn lactic nói riêng trong môi trường làm các giai đoạn hay các pha sau:
™

Pha lag (pha tiềm phát): Đây là giai đoạn làm quen của vi sinh

vật khi được cấy sang môi trường mới. Thời gian làm quen dài hay ngắn sẽ
phụ thuộc vào hai điều kiện sau:
o Điều kiện của bản thân loại vi sinh vật được cấy vào môi
trường: Nếu cấy giống ở dạng bào tử thì bào tử cần thời gian thấm nước
trương lên, các hệ men chuyển từ trạng thái không hoạt động sang hoạt
động, bào tử nẩy mầm và sinh trưởng. Nếu cấy giống non thì cần thời gian

10

sinh trưởng để đạt kích thước tối đa. Nếu cấy giống đã trưởng thành thì
cũng cần thời gian làm quen với môi trường mới đồng thời tiến hành tích
lũy năng lượng để chuẩn bị cho giai đoạn sinh sản.
o Điều kiện môi trường (chất dinh dưỡng, pH môi trường, độ ẩm,
nhiệt độ,….): Nếu môi trường nuôi cấy mới càng giống với môi trường nuôi
cấy cũ thì pha lag càng được rút ngắn vì thời gian làm quen với môi trường
mới được rút ngắn.
™

Pha log (pha logarit): Trong pha này số lượng vi sinh vật tăng với

tốc độ rất nhanh vì sau khi làm quen với môi trường và sinh trưởng mạnh thì
vi sinh vật bắt đầu tiến hành sinh sản với tốc độ khá cao. Vi sinh vật sinh
sản theo cấp số nhân nên số lượng tăng ngày càng nhanh và thời gian sinh
sản một thế hệ sẽ phụ thuộc vào loại vi sinh vật (E. Coli chỉ cần 30 phút là
sinh sản được một thế hệ). Nếu số lượng ban đầu càng lớn thì tốc độ phát
triển trong pha này càng nhanh và thời gian tăng đến số lượng cực đại càng
ngắn. Trong pha này vi sinh vật đã thích nghi với môi trường nuôi cấy nên
quá trình trao đổi chất tiến hành rất nhanh và các đặc tính sinh hóa cũng
biểu hiện rõ rệt.
™

Pha cân bằng (pha ổn định): Trong pha này tổng số tế bào gần

như không thay đổi nhưng không có nghóa là vi sinh vật ngừng sinh sản, mà
thực ra vi sinh vật vẫn tiếp tục sinh sản nhưng trong một đơn vị thời gian số
tế bào sinh ra bằng số tế bào chết đi. Nguyên nhân là sau một thời gian
nuôi cấy trong pha log thì điều kiện sinh trưởng trong môi trường thay đổi

nhiều: chất dự trữ trong môi trường cạn dần, một số sản phẩm của sự trao
đổi chất có tính độc tích tụ lại, pH môi trường thay đổi, các chất khử hydro

11


bị hao phí, sự chuyển hóa năng lượng bị chậm lại, những cá thể bắt đầu gây
trở ngại cho nhau. Chính những thay đổi này đã làm số tế bào sinh ra giảm
và số tế bào chết ngày càng tăng.
™

Pha suy vong (pha tử vong): Trong pha này, tổng số tế bào giảm

dần do số vi sinh vật chết tăng nhanh hơn số vi sinh vật sinh ra. Nguyên
nhân của pha này chưa được rõ nhưng có liên quan đến điều kiện bất lợi
của môi trường: nồng độ chất dinh dưỡng trong môi trường thấp dưới mức
cần thiết đã làm giảm hoạt tính trao đổi chất, phân hủy dần các chất dự trữ
và cuối cùng dẫn đến sự chết của hàng loạt tế bào.

1.6

Cơ chế của quá trình lên men lactic: [8], [13], [18]
Lên men theo nghóa hẹp là thuật ngữ dùng để chỉ các quá trình phân

giải các chất để thu năng lượng và sinh vật dùng năng lượng này để sống.
Trong quá trình tiến hóa, vi sinh vật đã hình thành nhiều kiểu lên men khác
nhau như: lên men rượu, lên men lactic, lên men do nấm men, lên men do
nấm mốc,…..
Lên men lactic là quá trình chuyển hóa kỵ khí đường tạo acid lactic
với sự tham gia của nhóm vi khuẩn lactic. Tùy vào các loại enzym có trong

cơ thể vi khuẩn lactic, con đường phân giải và những sản phẩm tạo ra mà
quá trình lên men lactic được chia làm 2 loại: lên men lactic đồng hình và
lên men lactic dị hình.
1.6.1 Lên men lactic đồng hình:

12


Lên men lactic đồng hình là quá trình lên men tạo sản phẩm chính là
acid lactic chiếm 90-98% tổng sản phẩm lên men. Sản phẩm phụ là ethanol,
acid acetic, CO2, acetoin.
Glucose
Glucose – 6P

Fructose – 6P

Fructose – 1,6 – diP

Glyceraldehyd – 3P
1,3 – diP – glycerat

3P – glycerat

2P – glycerat

2P – enolpyruvat

Pyruvat

Acid lactic.

Sơ đồ1.2: Quá trình lên men lactic đồng hình.
C6H12O6 (Glucose)

Đường phân

13