Đề tài Qui trình sản xuất dưa cải muối chua

QUI TRÌNH SẢN XUẤT DƯA CẢI MUỐI CHUA I. MỞ ĐẦU: Đất nước ta ngay từ thời xa xưa vốn là nước nông nghiệp phát triển với đủ mọi ngành nghề như trồng các loại cây lương thực và cây thực phẩm. Bên cạnh đó nghề trồng hoa màu cũng khá được phát triển đặt biệt là trồng rau. Sản lượng rau trồng được tương đối nhiều như: Bắp cải, cải bẹ cho nên ngoài việc buôn bán cũng còn lại khá nhiều một phần được sử dụng trong các bữa ăn của người nông dân, một phần được ngâm với nước muối, sau một thời gian ngâm sản phẩm bắt đầu có mùi thơm và ăn vào thì cảm thấy ngon có mùi vị đặt trưng và từ đó sản phẩm rau cải lên men đã được ra đời. trong bữa ăn, nó được sử dụng như một món ăn khai vị, món ăn chơi...rất ngon. Trên thị trường, sản phẩm được sản xuất trên qui mô công nghiệp nhằm đáp ứng nhu cầu về mặt số lượng cũng như về mặt chất lượng. người tiêu dùng có nhiều sự lựa chon cho mình vì đa số các mặt hàng được sản xuất với mẫu mã rất phong phú tạo cảm giác thu hút và chất lượng bảo đảm, hương vị thơm ngon. Cho tới nay thì các nhà khoa học cũng đã có những nghiên cứu rất nhiều cho sản phẩm này tuy nhiên trong sản xuất thủ công trên qui mô nhỏ, qui mô gia đình thì đại đa số người dân làm theo phương pháp thủ công gia truyền mà hầu như không có biết nhiều về quá trình xảy ra trong khi lên men và chưa hiểu hết bản chất của quá trình lên men, để hiểu rõ hơn về sản phẩm lên men này thì chúng ta sẽ phải đi sâu vào qui trình công nghệ. II. GIỚI THIỆU VỀ CÂY CẢI VÀ THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA NÓ: 1. Một vài nét về cải bẹ: (xem hình 1) Cải bẹ là loại cải có cuống dẹp, lá to có màu xanh thẫm, chịu được rét cao, thường được thu hoạch lúc đã lớn đễ muối chua. Cải bẹ là loại cây đã được trồng từ lâu và rất phổ biến khắp mọi nơi trên đất nước ta. Cải bẹ là là loại rau ăn lá và thân được sử dụng để chế biến nhiều món ăn khác nhau như: xào, luộc, muối chua... Hình 1: Họ hàng nhà cải Cải bẹ rất dễ trồng và cũng chóng thu hoạch, nói chung sau gieo khoảng 30 – 40 ngày là có thể thu hoạch được. Về mặt cung cấp năng lượng thì cải bẹ là loại rau có độ năng lượng tương đối thấp so với các loại rau củ khác. Mặt khác, cải bẹ lại rất giàu hàm lượng chất khoáng, đặt biệt có nhiều canxi, photpho, và nhiều vitamin C. Nguồn dinh dưỡng chính đối với các giống rau cải là các loại muối khoáng và vitamin C. Sau đây là hai hình ảnh về cây cải được trồng, sử dụng rộng rải ở nước ta Hình 2: Cây cải bẹ xanh Hình 3: Cây cải thìa 2. Thành phần hoá học của cải bẹ: a. Nước: Hàm lượng nước trong rau từ 65 – 97%. Nước là dung môi hoà tan của nhiều chất hữu cơ, chất khoáng và đồng thời cũng là chất tham gia vào các quá trình xảy ra ở rau. Trong quá trình sống nếu hàm lượng nước trong rau bị mất đi từ 5 – 7% thì rau sẽ bị héo, ảnh hưởng đến quá trình trương, co nguyên sinh phá vỡ sự trao đổi chất bình thường trong tế bào, mặt khác nước còn làm kích thích sự hoạt động của các men ở trong rau quả. Trong rau nước thường tồn tại ở 2 trạng thái: trạng thái nước liên kết và trạng thái nước tự do Nước tự do là loại nước thường được chứa trong tế bào, là dung môi hoà tan của các chất như đường, acid hữu cơ, các muối khoáng và các chất khác. Chúng dễ bị tách ra khỏi tế bào khi phơi hoặc sấy, số lượng nước tự do ở trong rau nhiều hơn so với số lượng nước liên kết. Nước liên kết là phần nước tham gia vào các thành phần keo của các mixen keo và đồng thời là lượng nước chứa các ion hoặc phân tử của các chất hoà tan. chúng ta khó làm cho nước liên kết tách khỏi tế bào của rau quả. Ở các loại rau chứa nhiều nước tự do thì nước bốc hơi càng mạnh. Hàm lượng nước ở trong rau phụ thuộc vào mức độ hút nước của các chất keo và mức độ ngấm nước của chúng. Cho nên khả năng chứa nước ở mô tế bào của rau quả phụ thuộc vào từng loại giống, mức độ chín, thời gian và điều kiện bào quản trước khi chế biến. b. Gluxit : Là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của sản phẩm rau. Gluxit bao gồm: đường, tinh bột, chất xơ như: inulin, xenlulo, hemixenlulo, và các chất khác... c. Đường: Trong rau cải thường gặp nhất là Glucoza, frutoza, và cả saccharoza. Hàm lượng đường quyết định chất lượng của rau, đường càng nhiều thì chất lượng rau càng tăng, rất tốt cho quá trình lên men sau này. Hàm lượng đường trong rau thường chiếm khoảng 4 – 5%. d. Tinh bột: Hầu hết các loại rau có hàm lượng tinh bột rất ít chỉ khoảng gần 1% hoặc chỉ có vết. e. Xenlulo: Là thành phần chủ yếu của rau cải xanh có nhiệm vụ cấu tạo nên màng tế bào và bảo vệ rau quả. Hàm lượng xenlulo trong rau xanh khoảng 0,5 – 2%, xenlulo có ảnh hưởng đến mùi vị, trạng thái và độ tiêu hoá của rau cải. Ở rau càng mềm hàm lượng xenlulo thấp và dễ tiêu hoá có mùi vị thơm ngon. f. Hemixenlulo: Là một loại polysaccharid cao phân tử, nó là loại gluxit dễ bị thuỷ phân hơn xenlulo. Tham gia vào việc xây dựng các mô thực vật và là nguồn chất dự trữ. g. Các chất khác: Như pectin, acid hữu cơ, các chất chát thuỷ phân và ngưng tụ, Sắc tố vitamin, chất chứa Nitơ, Chất thơm, chất khoáng cũng có trong thành phần của rau cải nhưng với hàm lượng thấp. III. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ : 1. Sơ đồ qui trình muối chua : Cải bẹ Làm héo và làm sạch Cắt nhỏ (Kích thước 8 – 12 mm) Cho vào dụng cụ đựng (Thùng gỗ hay chai lọ) Trộn muối Nồng độ 6 – 9% Lên men (Nén chặt khối cải) Dưa cải 2. Nguyên liệu: Trong quá trình muối chua dưa cải nguyên liệu chính được sử dụng ở đây là cải bẹ. a. Cải bẹ : Trong rau cải dùng để muối chua có các trành phần như : nước, Gluxit (đường, tinh bột, xenlulo, hemixenlulo), pectin, Glucoxit, Các chất chát, chất màu, các acid hữu cơ, các chất chứa nitơ (Trong đó kể cả protid), Chất béo, các chất thơm (tinh dầu), các vitamin, các men và khoáng chất... b. Nước: Nước cũng được xem là nguyên liệu phụ của quá trình muối chua. Ngoài ra còn được sử dụng để rửa rau cải dùng để lên men. Trong quá trình muối chúa có thể dùng hai phương pháp để muối chua: Phương pháp dùng nước vo gạo trộn thêm với muối để lên men. Phương pháp sử dụng nước muối đun sôi để nguội để làm chua. Trong hai phương pháp thì phương pháp sử dụng nước vo gạo có khả năng muối chua nhanh hơn so với sử dụng phương pháp nước muối đun sôi, phương pháp này là phương pháp truyền thống được sử dụng phổ biến ở qui mô gia đình. c. Muối: Muối là thành phần quan trọng không thể thiếu trong quá trình muối chua tạo điều kiện tốt cho quá trình thẩm thấu dịch đường có trong rau cải ra ngoài, đây là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật sử dụng để lên men. 3. Cách chọn cải bẹ: Để muối chua cải bẹ, người ta cần lựa chọn những loại cải có cuống dài, dẹp và lá to , đạt đúng độ chín kỹ thuật, trọng lượng trung bình của bắp cải không ít hơn 0,4 Kg. Hình 4: Lá cây cải bẹ được cắt ra Thành phần hoá học : Hàm lượng chất khô 10% trong đó có từ 4 – 5% đường, hàm lượng các chất chứa Nitơ từ 1 – 2% để đảm bảo sự phát triển bình thường của VSV lên men lactic. Khi muối chua không được chọn rau cải còn non hay bị dập, sâu bệnh... Trước khi muối cần loại bỏ lá hỏng cắt bỏ rễ, sử dụng toàn bộ rau cải để muối có thể thái nhỏ hay để nguyên cây cải nhưng phải xẻ làm 4 rãnh dọc theo chiều dài của cây cải. Để làm tăng hương vị dưa cải người ta cho thêm cà rốt thái sợi, lá hẹ hay hành lá, giá... Để muối chua nhanh người ta có thể cho thêm vào dưa cải một lượng Natri Xitrat khoảng 0,1 – 0,7%. Ngoài các yếu tố trên khi chọn các loại rau cải, củ, quả chúng ta cần lưu ý đến dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trên rau quả, để chọn tốt hơn chúng ta có một vài cách sau: Rau ăn lá, nhất là rau cải (như cải xanh, cải bẹ trắng, cải bẹ dún, cải ngọt, cải bắc thảo, cải bắp, cải bơng...) thường cĩ dư lượng thuốc trừ sâu cao hơn nhiều so với rau dạng củ, quả. Đĩ là do loại rau này cĩ các loại sâu khĩ trị, buộc người trồng phải dùng nhiều thuốc trừ sâu. Ngồi ra, diện tích tiếp xúc với thuốc của rau lá cũng cao hơn so với rau củ quả. Các loại rau ăn lá khác như rau muống nước cũng thường bị ơ nhiễm thuốc bảo vệ thực vật. Riêng rau xà lách thì an tồn hơn do ít bị sâu. Rau dạng quả, củ (như bầu, bí, mướp...) cĩ diện tích hứng thuốc trừ sâu ít hơn nên nguy cơ ơ nhiễm cũng thấp hơn so với rau lá. Tuy nhiên, đối với các loại đậu (như đậu cơ ve, đậu đũa), mướp đắng..., người tiêu dùng vẫn phải đề phịng vì chúng cĩ nguy cơ ơ nhiễm cao. Đặc biệt, cần cẩn thận với củ cải vì nơng dân khi trồng loại rau này thường bĩn thuốc vào đất để trừ sâu hại củ.  Trong khẩu phần ăn hằng ngày, nên phối hợp cân đối liều lượng giữa rau ăn lá và rau ăn quả. Sau đây là một số điều cần lưu ý khác khi chọn và sử dụng rau: - Vào mùa khơ, cần giảm lượng rau trong khẩu phần, nhất là đối với rau ăn lá; vì vào mùa này, cơn trùng gây hại rau xuất hiện nhiều hơn so với mùa mưa, lượng thuốc trừ sâu tồn đọng do khơng được rửa trơi cũng nhiều hơn. - Khơng nên ăn quá nhiều rau lá vì loại rau này dễ bị ơ nhiễm nặng, gây ngộ độc cấp tính. Cũng khơng nên ăn rau lá cĩ màu xanh quá đậm vì cĩ thể nĩ đã bị bĩn phân đạm hoặc phun thuốc bảo vệ thực vật quá gần ngày thu hoạch. - Nếu rau cĩ mùi lạ thì khơng nên sử dụng vì cĩ thể đĩ là mùi thuốc bảo vệ thực vật mới được phun. Đừng nghĩ rằng cĩ thể khắc phục bằng cách rửa hay nấu chín. Việc rửa kỹ chỉ cĩ thể làm giảm bớt dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong rau, cịn nấu chín thì khơng cĩ tác dụng này. - Đối với loại rau cĩ bẹ, phải tách từng bẹ một và rửa kỹ dưới vịi nước chảy, ngâm trong nước từ 15 phút đến 1 giờ, sau đĩ rửa kỹ từng bẹ một lần nữa dưới vịi nước để làm giảm dư lượng thuốc trừ sâu. Tuy nhiên, đối với loại rau được phun thuốc trừ sâu pha nhớt thì việc ngâm rửa khơng giúp tẩy hết chất nhờn. Hiện nay, dư lượng thuốc trừ sâu trên rau thường chỉ cĩ thể được phát hiện qua các xét nghiệm, rất khĩ nhận biết bằng cách quan sát hay ngửi. Vì vậy, nên mua rau tại các siêu thị, cửa hàng quen để cĩ thể truy được nguồn gốc rau khi xảy ra sự cố. 4. Qui trình muối chua: Để giải quyết tình trạng thiếu rau trong thời hạn giáp vụ chúng ta có thể tiến hành dự trữ tươi hay tiến hành muối chua. Cho tới nay thì hình thức muối chua cổ điển của nhân dân ta cũng chưa có gì cải tiến. Do tình hình kỹ thuật còn thô sơ và lạc hậu nên chưa chủ động khống chế được độ chua của các loại rau cải muối. Phương pháp chủ yếu để khống chế độ chua là muối mặn, nén chặt nhưng để lâu ngày độ mặn và độ chua đều cao không hợp khẩu vị tiêu dùng. Ở Việt Nam những loại rau được muối chua tốt chủ yếu là rau cải, củ kiệu, dưa chuột... a. Sự lên men lactic: Sự lên men lactic: Là quá trình phân giải đường tạo nên Acid lactic do hoạt động của một số giống vi khuẩn lactic như bacterium lactic acid, bacterium bulgarium. Các giống vi khuẩn đó sẽ phân giải đường tạo nên acid lactic theo phương pháp tổng quát như sau: C6H12O6 ® 2CH3CHO.COOH + 18 Calo Sự lên men lactic phải trải qua nhiều giai đoạn để tạo nên các chất trung gian trước tiên là acid pyruvic. Hiđro được hình thành trong quá trình lên men: C6H12O6 = 2CH3COCOOH + 4H Hiđro đó sẽ kết hợp với các nhóm cacbonyl của acid pyruvic và khử nó thành acid lactic. CH3COCOOH + 2H ® CH3CHOHCOOH Hướng phản ứng đi theo con đường trên vì ở vi khuẩn lactic không có men cacboxylaza cho nên acid pyruvic không thể cho andehid acid và CO2 được. Và trongquá trình lên men lactic còn tạo nên một số sàn phẩm phụ không đáng kể như acid acetic, acid formic, acid succinic, rượu và các chất khác. Nhiệt độ tốt nhất cho quá trình lên men lactic là 30 – 40oC. Trong công nghệ thực phẩm sử quá trình lên men lactic vào công nghiệp sữa để sản xuất sữa bột chua, nước lên men chua muối chua bắp cải, dưa cải... Trong quá trình lên men chua, ngoài những loại vi khuẩn lactic kể trên còn có những vi khuẩn lactic giả như: Bacterium aerogenes, Bacterium coli (Trực khuẩn đường ruột “Trực khuẩn” đường ruột coli lên men lactoza sinh khí cacbonic CO2). 2C6H12O6 + H2O ® C2H5OH + CH3COOH + 2CH3CHOHCOOH + 2CO2 + 2H2 Ngoài ra còn làm phân giải protid làm cho sản phẩm bị thối. Trực khuẩn coli không được phép có mặt trong những sản phẩm thực phẩm vì nó sẽ gây bệnh đường ruột. b. Các giai đoạn xảy ra trong quá trình muối chua: Giai đoạn đầu: Do nồng độ các chất hoà tan không cân bằng giữa môi trường và dịch bào nên xảy ra hiện tượng làm co nguyên sinh chất của tế bào dưa cải. Các chất ở trong dịch bào chuyển sang nước muối, lúc đầu nồng độ muối cao và VSV không thể phát triển được dần dần nước dịch bào khuếch tán ra ngoài dung dịch, nồng độ muối ở trong dung dịch sẽ hạ dần xuống và tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lactic hoạt động. Lúc đầu khí tạo ra nhiều, chứng tỏ có sự hoạt động lên men và của vi khuẩn coli...Khi đó cần vớt bọt ra, bọt là môi trường tốt để cho các loài VSV lạ phát triển. Các loại vi khuẩn gây chua lactic bắt đầu phát triển và dần dần lấn áp các loại vi khuẩn khác. Giai đoạn đầu kết thúc khi các vi khuẩn gây chua lactic bắt đầu phát sinh, giai đoạn này cần tiến hành nhanh để acid lactic tạo ra có thể ức chế sự phát triển của các loại vi khuẩn lạ khác một cách nhanh chóng. Giai đoạn hai : Đây là giai đoạn lên men chủ yếu, trong giai đoạn này acid lactic được tích tụ do đường bị phân giải bởi các vi khuẩn lactic, chất lượng của sản phẩm và tốc độ lên men đều phụ thuộc vào nhiệt độ tiến hành của quá trình đó. Đối với giai đoạn đầu và giai đoạn thứ hai nhiệt độ thích hợp nhất là khoảng 20oC ở nhiệt độ này quá trình lên men có thể kéo dài gần 10 ngày và sẽ đảm bảo sự phát triển nhanh chóng của vi khuẩn gây chua lactic, vì các quá trình phụ chậm lại lúc đó dưa cải muối chua mới có phẩm chất tốt, chứa ít rượu và acid bay hơi bảo vệ được acid ascobic ở mức độ tương đối cao so với tất cả mọi trường hợp khi quá trình lên men tiến hành ở nhiệt độ thống nhất. Khi hạ nhiệt độ xuống 10 – 12oC quá trình lên men kéo dài gấp đôi so với ở 20oC, ở nhiệt độ thấp quá trình lên men chua sẽ chậm lại có khi kéo dài đến 2 – 3 tháng. Ở 0oC quá trình lên men hầu như không xảy ra, nhiệt độ cao hơn 26oC thường không tốt vì có lẫn sự phát triển của các vi sinh vật khác. Quá trình lên men chua thường dừng lại khi trong sản phẩm có được 1,5 – 2,4% acid lactic. Giai đoạn ba: Acid lactic tích tụ nhiều ức chế sự hoạt động của các vi khuẩn lactic. Trong khi đó với độ acid cao các loại mốc và men dễ phát triển làm phá huỷ acid lactic. Để hạn chế sự phát triển của các VSV khác phá hoại, sau khi kết thúc giai đoạn 2 ta tiến hành bảo quản dưa cải ở nhiệt độ 0 – 2oC. c. Ảnh hưởng của nồng độ muối đến sự phát triển củaVSV: Dung dịch muối khi có nồng độ muối cao sẽ làm ngưng sự phát triển của các vi sinh vật kể cả các vi khuẩn gây chua lactic. Hoạt động của giống vi khuẩn sẽ bị ngừng lại khi nồng độ muối của dd như sau: Tên VSV Nồng độ muối ức chế sự hoạt động của VSV (%) Bact – Brassicae fermentati 12% Bact – Cucumeris fermentati 13% Bact – aderholdi 8% Bact – Coli 6% Bact – Amylo bacter 8% Bact – Protues vulgaris 10% Vì vậy nhiệm vụ đề ra khi muối chua rau cải là làm thế nào đảm bảo sự phát triển của vi khuẩn gây chua lactic, đồng thời ức chế sự hoạt động của các loại vi sinh vật khác nên phải sử dụng dung dịch muối có nồng độ không cao lắm. Khi nồng độ muối 2% đã ảnh hưởng đến sự phát triển của vi khuẩn butyric và vi khuẩn thuộc nhóm Coli. Tăng nồng độ muối tới 5 – 6% hoàn toàn làm ngưng hoạt động của vi khuẩn butyric và trực khuẩn đường ruột. Khi đó hoạt động của vi khuẩn gây chua lactic bị giảm tới 30%. Để bảo đảm điều kiện bình thường cho sự lên men lactic, muối cho vào dưa cải khoảng 3%. Đôi khi còn cho vào nguyên liệu, dung dịch muối có nồng độ từ 6 – 12%. Với dung dịch như thế, các vi sinh vật gây chua lactic phát triển rất yếu. Song nước muối sẽ làm co nguyên sinh tế bào rau cải. Khi đó dung dịch sẽ chuyển sang nước muối, do vậy nồng độ nước muối giảm xuống và tạo điều kiện hoạt động bình thường của các vi sinh vật lên men chua lactic. d. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men lactic: Đường là nguồn quan trọng để tích tụ nhiều acid lactic. Trong trường hợp hàm lượng đường trong nguyên liệu không đủ thì độ acid cần thiết của dưa muối chua sẽ không đảm bảo và chất lượng sẽ kém. Do vậy khi muối chua dưa cải phải chọn dưa cải có độ đường đầy đủ càng cao càng tốt. Acid lactic tạo ra trong quá trình lên men khi ở nồng độ khoảng 0,5% đã có thể ức chế được hoạt động của nhiều vi sinh vật lạ khác có ảnh hưởng đến quá trình lên men. Khi tích tụ quá nhiều từ 1 – 2% acid lactic trong sản phẩm thì làm ngưng hoạt động của vi khuẩn gây chua lactic và quá trình lên men chua lactic ngừng lại. Nồng độ acid lactic đạt tới giới hạn nào đó là do lượng đường ban đầu, nồng độ muối của dung dịch, điều kiện tiến hành quá trình lên men (chủ yếu là nhiệt độ ) và giống vi khuẩn lactic quyết định. Điều cần chú ý là acid lactic không kìm hãm được sự phát triển của một số men nhất là mốc. Nhiệt độ thích hợp cho các giống vi khuẩn hoạt động giới hạn, từ 30 – 40oC, song ở nhiệt độ như thế sẽ có tác dụng kích thích các loại VSV lạ khác phát triển nên nhiệt độ của quá trình lên men chua lactic qui định ở giới hạn không quá 20oC, ở nhiệt độ đó thì hoạt động của các VSV làm kém phẩm chất dưa chua bị hạn chế. Sự lên men chua lactic cần tiến hành trong điều yếm khí. Vi khuẩn gây chua lactic là loại yếm khí bắt buộc, không đòi hỏi phải có oxy. Một số vi khuẩn lactic khi gặp không khí sự phát triển của nó bị chậm lại. Để đẩy mạnh quá trình lên men lactic cần loại bỏ các vi sinh vật khác ở trên bề mặt sản phẩm do vậy ta cần phải rửa nguyên liệu khi bắt đầu muối hoặc cũng có thể cho thêm giống vi khuẩn lactic tinh khiết vào dung dịch dưa muối chua. e. Cho vào dụng cụ đựng để muối chua: Thùng muối chua có thể dùng thùng gỗ hay dùng khạp bằng sành sứ hoặc dùng keo thuỷ tinh. Dụng cụ chứa trước khi dùng để muối chua cần phải được rửa sạch bằng nước nóng sạnh hoặc ngâm nước một thời gian để làm sạch hết chất chát vì chất đó dễ làm cho sản phẩm bị