Quá Trình lên men axit lactic

chúng tôi cung cấp axit lactic 88% dùng trong thực phẩm

5.1 vi khuẩn là gì

Vi khuẩn là "một nhóm lớn các sinh vật đơn bào hoặc đa bào thiếu chất diệp lục, với một hạt nhân đơn giản, nhân nhanh chóng bằng cách phân hạch đơn giản, một số loài phát triển một tựa (bào tử) giai đoạn kháng cao, một số loài sinh sản hữu tính, và một số cử động dể dàng In. hình chúng được hình cầu, rodlike, xoắn ốc, hoặc dạng sợi. Chúng xảy ra trong không khí, nước, đất, mục nát các chất hữu cơ, động vật và thực vật. hình thức hoại sinh là hơn nhiều so với ký sinh trùng. Một vài hình thức tự dưỡng "(Walker, 1988) .
Có một số gia đình hiện tại của vi khuẩn trong thực phẩm, phần lớn trong số đó là có liên quan với sự hư hỏng thực phẩm. Vai trò quan trọng của vi khuẩn trong quá trình lên men của thực phẩm thường bị bỏ qua.

5.2 Vi khuẩn Lactic Acid

Các vi khuẩn axit lactic là một nhóm vi khuẩn Gram dương, không hô hấp, không hình thành bào tử, cầu khuẩn hoặc que, sản xuất ra axit lactic là sản phẩm cuối cùng chủ yếu của quá trình lên men của các carbohydrate. Họ là những vi khuẩn quan trọng nhất trong quá trình lên men thực phẩm mong muốn, chịu trách nhiệm cho quá trình lên men của bột chua bánh mì, bia, lúa miến, tất cả các loại sữa lên men, sắn (để sản xuất gari và fufu) và hầu hết các "ngâm" (lên men) rau. Trong lịch sử, các vi khuẩn thuộc chi Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus và Streptococcus là những đối tượng chủ yếu tham gia. Một số khác đã được xác định, nhưng đóng một vai trò nhỏ trong quá trình lên men lactic. Vi khuẩn axit lactic gần đây đã được xem xét bởi Axelsson (1998).

Vi khuẩn axit lactic thực hiện các phản ứng của họ - việc chuyển đổi carbohydrate thành acid lactic cộng carbon dioxide và các axit hữu cơ khác - mà không cần oxy. Chúng được mô tả như là vi hiếu khí khi họ không sử dụng oxy. Bởi vì điều này, những thay đổi mà họ thực không gây ra những thay đổi mạnh mẽ trong các thành phần của thực phẩm.


Mesenteroides Leuconostoc là một loại vi khuẩn liên quan đến việc dưa bắp cải và dưa chua lên men. Sinh vật này khởi axit lactic lên men mong muốn trong các sản phẩm này. Nó khác với các loài axit lactic khác ở chỗ nó có thể chịu được nồng độ khá cao của muối và đường (lên đến 50% đường). L. mesenteroides khởi tăng trưởng trong các loại rau nhanh chóng hơn trong một khoảng nhiệt độ và nồng độ muối hơn bất kỳ vi khuẩn lactic khác. Nó tạo ra carbon dioxide và các axit đó nhanh chóng hạ thấp độ pH và ức chế sự phát triển của không mong muốn các vi sinh vật.

 Các carbon dioxide sản xuất thay thế oxy, làm cho môi trường yếm khí và phù hợp với sự phát triển của loài tiếp theo của khuẩn sữa. Loại oxy cũng giúp duy trì màu sắc của rau quả và ổn định bất kỳ axit ascorbic đó là hiện nay.
Sinh vật từ các gia đình tích cực Propionibacteriaceae gram chịu trách nhiệm cho các hương vị và kết cấu của một số thực phẩm lên men, đặc biệt là pho mát Thụy Sĩ, nơi mà họ có trách nhiệm đối với sự hình thành của 'mắt' hoặc lỗ trong pho mát. Những vi khuẩn phân hủy axit lactic vào axetic và axit propionic và carbon dioxide.

Một số vi khuẩn khác, ví dụ Leuconostoc citrovorum L. Dextranicum, Streptococcus lactis, S. Cremis, & liquefaciens và Brevibacterium loài rất quan trọng trong quá trình lên men các sản phẩm sữa. Họ không được thảo luận chi tiết trong bản thảo này.

5.2.1 lên men axit lactic

Các vi khuẩn acid lactic thuộc hai nhóm chính - homofermenters và heterofermenters. Các con đường sản xuất axit lactic khác nhau cho cả hai. Homofermenters sản xuất acid lactic chủ yếu, thông qua các glycolytic (Embden-Meyerhof) đường). Heterofermenters sản xuất acid lactic cộng với một lượng đáng kể của ethanol, acetate và carbon dioxide, thông qua 6-phosphoglucanate / đường phosphoketolase. Con đường glycolytic được sử dụng bởi tất cả các vi khuẩn axit lactic trừ leuconostocs, nhóm III lactobacilli, oenococci và weissellas. Điều kiện bình thường cần thiết cho con đường này là đường dư thừa và oxy hạn chế. Axelsson (1998) cung cấp cho một tài khoản trong chiều sâu của con đường sinh hóa cho cả homo và hetero-men.

Lên men Homolactic
Sự lên men của 1 mol glucose mang hai mol của axit lactic;

C 6 H 12 O 6	2 CH 3 CHOHCOOH
Glucose	axit lactic

Lên men Heterolactic
Sự lên men của 1 mol sản lượng glucose 1 mol mỗi acid lactic, ethanol và carbon dioxide;

C 6 H 12 O 6	CH 3 CHOHCOOH +	C 2 H 5 OH +	CO 2
Glucose	axit lactic +	ethanol +	cạc-bon đi-ô-xít

B. 5.3 vi khuẩn axit axetic 

 Một nhóm thứ hai của các vi khuẩn có tầm quan trọng trong quá trình lên men thực phẩm là các nhà sản xuất axit axetic từ Acetobacter loài Acetobacter. Rất quan trọng trong việc sản xuất giấm (acid acetic) từ các loại nước ép trái cây và rượu.

Các phản ứng tương tự cũng xảy ra ở các loại rượu vang, oxy cho phép, nơi Acetobacter có thể làm thay đổi không mong muốn - quá trình oxy hóa của rượu thành axit axetic. Điều này tạo ra một off-hương vị dấm trong rượu vang. Các hành động hấp dẫn nhất của vi khuẩn axit acetic là trong sản xuất giấm.

Quá trình giấm bản chất là một quá trình hai giai đoạn, trong đó men chuyển đường thành rượu, tiếp theo là Acetobacter, mà bị oxi hóa rượu thành axit axetic. Vì lý do này, các sản phẩm của quá trình lên men Acetobacter được thảo luận chi tiết hơn trong chương 7 về lên men hỗn hợp. 5.3.1 Acetic lên men axit Acetobacter chuyển đổi rượu thành acid acetic với sự có mặt của oxy dư thừa.

 Quá trình oxy hóa của rượu thành axit acetic và nước Các quá trình oxy hóa của một mol sản lượng ethanol mỗi acid acetic và nước một mol

Phản ứng men

C 6 H 12 O6		2C 2 H 5 OH +	2CO 2
Glucose	men	rượu ethyl +	cạc-bon đi-ô-xít

Phản ứng của vi khuẩn

C 2 H 5 OH + O 2		CH 3 COOH +	H 2 O
Rượu		A-xít a-xê-tíc	nước

5.4 Vi khuẩn lên men của kiềm
Nhóm thứ ba của vi khuẩn là những người mà mang về lên men kiềm - loài Bacillus. Đáng chú ý là Bacillus subtilis, B. licheniformis và B. pumilius. Bacillus subtilis là loài chiếm ưu thế, gây ra quá trình thủy phân protein để axit amin và peptide và phát hành ammonia, làm tăng độ kiềm và làm cho các chất nền không phù hợp cho sự phát triển của sinh vật hư hỏng. Lên men Alkaline là phổ biến hơn với các loại thực phẩm giàu protein như đậu nành và các loại đậu khác, mặc dù có một vài ví dụ sử dụng giống cây trồng. Ví dụ hột dưa (Ogiri ở Nigeria) và hạt vừng (Ogiri-Saro ở Sierra Leone) và những người khác nơi dừa và lá protein là các chất nền (semayi Indonesia và kawal Sudan tương ứng).
Mặc dù phạm vi của các sản phẩm của quá trình lên men kiềm không phù hợp với những người mang lại bởi quá trình lên men axit, họ quan trọng ở chỗ chúng cung cấp protein phong phú, đồ gia vị chi phí thấp từ lá, hạt và đậu, trong đó đóng góp vào chế độ ăn của hàng triệu người ở châu Phi và Châu Á. Steinkraus trình bày một đánh giá toàn diện của acid, kiềm và lên men rượu từ khắp nơi trên thế giới, trong đó người đọc được gọi để biết thêm thông tin (Steinkraus, 1996).

5.5 Điều kiện cần thiết cho quá trình lên men của vi khuẩn
Vi sinh vật khác nhau trong các yêu cầu pH tối ưu của họ cho sự phát triển. Hầu hết các vi khuẩn có lợi cho điều kiện với pH trung tính gần (7). Các yêu cầu pH đa dạng của các nhóm khác nhau của vi sinh vật được sử dụng để hiệu quả tốt trong thực phẩm lên men, nơi tiếp nối của các vi sinh vật lấy lên từ mỗi khác như độ pH của môi trường thay đổi. Một số vi khuẩn có tính kháng acid và sẽ tồn tại làm giảm độ pH. Vi khuẩn axit chịu đáng chú ý bao gồm các loài Lactobacillus và Streptococcus, đóng một vai trò trong quá trình lên men của sữa và rau sản phẩm.
Nhu cầu oxy khác nhau từ loài này sang loài. Các vi khuẩn acid lactic được mô tả như là vi hiếu khí trong khi thực hiện phản ứng của họ với rất ít oxy. Tuy nhiên, vi khuẩn acid acetic cần có oxy để oxy hóa rượu thành axit axetic. Trong sản xuất giấm, oxy đã được làm sẵn có cho việc sản xuất axit axetic, trong khi với rượu nó là điều cần thiết để loại trừ oxy để ngăn chặn quá trình oxy hóa của rượu và sự hư hỏng của rượu vang.

5.5.1 Nhiệt độ
Vi khuẩn khác nhau có thể chịu được nhiệt độ khác nhau, trong đó cung cấp phạm vi rất lớn cho một loạt các quá trình lên men. Trong khi hầu hết các vi khuẩn có một nhiệt độ tối ưu từ 20 đến 30 o C, có một số (các ưa nhiệt) mà thích nhiệt độ cao hơn (50 đến 55ºC) và những người có nhiệt độ lạnh hơn optima (15 đến 20ºC). Hầu hết các vi khuẩn axit lactic làm việc tốt nhất ở nhiệt độ từ 18 đến 22ºC. Các loài Leuconostoc mà khởi lên men có một tối ưu từ 18 đến 22ºC. Nhiệt độ trên 22ºC, ưu tiên các loài lactobacillus.

5.5.2 Nồng độ muối
Vi khuẩn axit lactic chịu được nồng độ muối cao. Các khả năng chịu mặn mang lại cho họ một lợi thế hơn các loài ít chịu khác và cho phép các chất gây men axit lactic để bắt đầu quá trình chuyển hóa, trong đó sản xuất axit, trong đó tiếp tục ức chế sự phát triển của các sinh vật không mong muốn. Leuconostoc được chú ý vì khả năng chịu mặn cao và vì lý do này, các đồng tu phần lớn các quá trình lên men axit lactic.

Hoạt động 5.5.3 Nước
Nói chung, vi khuẩn cần một hoạt động của nước khá cao (0.9 hoặc cao hơn) để tồn tại. Có một vài loài có thể chịu đựng được hoạt động dưới nước thấp hơn so với điều này, nhưng thông thường các loại nấm men và nấm sẽ chiếm ưu thế trên thực phẩm có hoạt độ nước thấp hơn.

Nồng độ ion hydro 5.5.4 (pH)
PH tối ưu cho hầu hết các vi khuẩn là gần điểm trung tính (pH 7.0). Một số vi khuẩn có tính kháng acid và sẽ tồn tại làm giảm độ pH. Vi khuẩn axit chịu đáng chú ý bao gồm các loài Lactobacillus và Streptococcus, đóng một vai trò trong quá trình lên men của sữa và rau sản phẩm.

Sẵn 5.5.5 Oxygen
Một số vi khuẩn lên men là vi khuẩn kỵ khí, trong khi những người khác cần cung cấp oxy cho các hoạt động trao đổi chất của họ. Một số người, đặc biệt là lactobacilli, là vi hiếu khí. Đó là họ lớn lên trong sự hiện diện của một lượng giảm oxy trong khí quyển. Trong quá trình lên men hiếu khí, sự có mặt của oxy là một trong những yếu tố hạn chế. Nó quyết định loại và số lượng sản phẩm sinh học thu được, số lượng chất nền và tiêu thụ năng lượng giải phóng từ phản ứng. Acetobacter cần cung cấp oxy cho quá trình oxy hóa của rượu thành axit axetic.

5.5.6 Các chất dinh dưỡng
Tất cả các vi khuẩn cần một nguồn dinh dưỡng cho sự trao đổi chất. Các vi khuẩn lên men cần carbohydrates - một trong hai loại đường đơn như glucose và fructose hoặc carbohydrate phức tạp như tinh bột hoặc cellulose. Các yêu cầu về năng lượng của vi sinh vật là rất cao. Hạn chế dùng các chất nền có sẵn có thể kiểm tra sự phát triển của họ.

5.6 Nguyên tắc của quá trình lên men axit lactic
Sauerkraut là một ví dụ của một quá trình lên men axit của các loại rau. Tên dưa cải bắp nghĩa đen dịch là bắp cải axit. 'Quy trình dưa cải bắp' có thể được áp dụng cho bất kỳ loại khác phù hợp của sản phẩm rau.
Do tầm quan trọng của sản phẩm này trong chế độ ăn uống của Đức, quá trình này đã nhận được nghiên cứu quan trọng để thương mại hóa và chuẩn hóa sản xuất. Kết quả là, quá trình và góp phần vi sinh vật được gọi thân mật. Khác trái cây lên men và rau quả ít được biết đã nhận được ít sự quan tâm nghiên cứu, do đó ít ai biết về các quá trình chính xác. Nó là an toàn, tuy nhiên để giả định rằng quá trình lên men axit rau được dựa trên quá trình này.
Quá trình lên men axit lactic được thực hiện theo ba loại cơ bản của tình trạng: - muối khô, brined và không ướp muối. Muối cung cấp một môi trường thích hợp cho vi khuẩn lactic phát triển mà truyền đạt hương vị axit vào rau.

Muối tẩy.
Để tẩy bất kỳ loại muối thường là thích hợp miễn là nó là tinh khiết. Các tạp chất hay phụ gia có thể gây ra vấn đề. Salt với hóa chất để làm giảm kết dính không nên được sử dụng như họ làm cho nước muối mây. Muối có tạp chất vôi có thể làm giảm độ axit của các sản phẩm cuối cùng và làm giảm tuổi thọ của sản phẩm. Muối có tạp chất sắt có thể dẫn đến việc làm đen của các loại rau. Tạp chất Magnesium truyền đạt một vị đắng. Cacbonat có thể dẫn đến dưa chua với một kết cấu mềm (Lal, Siddappa và Tandon, 1986).

5.6.1 rau lên men muối khô
Với muối khô, các loại rau được điều trị bằng muối khô. Các muối chiết xuất nước ép từ rau và tạo ra các muối. Các loại rau được chuẩn bị, rửa sạch bằng nước lạnh sạch và để ráo nước. Đối với mỗi 100 kg rau 3 kg muối là cần thiết. Các loại rau được đặt trong một lớp khoảng 2.5cm sâu trong container lên men (một thùng hoặc thùng).
 Muối được rắc lên trên rau. Một lớp các loại rau được thêm vào và muối được thêm vào. Điều này được lặp đi lặp lại cho đến khi các container là ba phần tư đầy đủ. Một miếng vải được đặt trên các loại rau và một trọng lượng thêm vào để nén các loại rau và hỗ trợ sự hình thành của một nước muối mà phải mất khoảng 24 giờ.
Ngay sau khi ngâm nước muối được hình thành, bắt đầu quá trình lên men và bong bóng carbon dioxide bắt đầu xuất hiện. Lên men mất từ ​​một đến bốn tuần tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh. Lên men là hoàn thành khi không có bong bóng xuất hiện nhiều hơn, sau đó thời gian ngâm chua có thể được đóng gói trong một loạt các hỗn hợp. Đây có thể là giấm và gia vị hay dầu và gia vị (Lal et al, 1986).

5.6.2 Các 'dưa cải bắp' quá trình.
Vi khuẩn axit lactic là nhóm chính của các sinh vật tham gia vào quá trình lên men dưa bắp cải. Họ có thể được chia thành ba nhóm theo chủng loại và sản phẩm cuối cùng:

1. Leuconostoc mesenteroides một axit và sản xuất khí một thứ vi trùng
2. Lactobacillus plantarum và trực khuẩn sản sinh ra axit và một lượng nhỏ khí
3. L. Cucumeris

Axit pentoaceticus Lactobacillus và trực khuẩn sản xuất khí(L. brevis)
Ngoài các vi khuẩn mong muốn có một loạt các không mong muốn các vi sinh vật hiện diện trên bắp cải (và nguyên liệu thực vật khác) mà có thể can thiệp vào quá trình dưa cải bắp nếu phép nhân không được kiểm soát. Chất lượng của sản phẩm cuối cùng phụ thuộc phần lớn vào cách các sinh vật không mong muốn được kiểm soát trong quá trình lên men. Một số sinh vật hư hỏng điển hình sử dụng các protein như là một nguồn năng lượng, tạo ra mùi khó chịu và hương vị.

Quá trình lên men
Bắp cải cắt nhỏ hoặc các loại rau thích hợp khác được đặt trong một cái lọ và muối được thêm vào. Áp lực cơ học được áp dụng cho các bắp cải để tống xuất nước trái cây, trong đó có chứa các loại đường lên men và các chất dinh dưỡng khác phù hợp với hoạt động của vi sinh vật. Các vi sinh vật đầu tiên để bắt đầu diễn xuất là những cầu khuẩn gas sản xuất (L. mesenteroides). Các vi khuẩn sản xuất axit. Khi nồng độ axit đạt 0,25-0,3% (được tính như axit lactic), các vi khuẩn chậm lại và bắt đầu chết đi, mặc dù các enzym của họ tiếp tục hoạt động. Các hoạt động khởi xướng bởi L. mesenteroides được tiếp tục bởi các lactobacilli (L. plantarum và L. Cucumeris) cho đến một mức độ axit của 1,5-2% là đạt được. Nồng độ muối cao và nhiệt độ thấp ức chế các vi khuẩn này đến mức độ nào. Cuối cùng, L. pentoaceticus tiếp tục quá trình lên men, mang tính axit để 2-2,5% do đó hoàn thành quá trình lên men.

Các sản phẩm cuối cùng của một quá trình lên men Kraut bình thường là axit lactic cùng với một lượng nhỏ các axit acetic và propionic, một hỗn hợp của các chất khí trong đó carbon dioxide là loại khí chính, một lượng nhỏ rượu và một hỗn hợp của các este thơm. Các axit, kết hợp với các este dạng rượu, trong đó đóng góp vào hương vị đặc trưng của món dưa cải bắp. Các axit giúp kiểm soát sự phát triển của sinh vật hư hỏng và đồi bại và góp phần vào thời hạn sử dụng kéo dài của sản phẩm. Những thay đổi trong trình tự của vi khuẩn mong muốn, hoặc thực sự hiện diện của vi khuẩn không mong muốn, làm thay đổi hương vị và chất lượng của sản phẩm.

Ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình dưa cải bắp
Nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men dưa bắp cải là khoảng 21ºC. Một biến thể của chỉ một vài độ từ nhiệt độ này làm thay đổi hoạt động của các quá trình vi sinh vật và ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Vì vậy, kiểm soát nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong quá trình dưa cải bắp. Một nhiệt độ 18º đến 22º C là cách tốt nhất để bắt đầu quá trình lên men vì đây là khoảng nhiệt độ tối ưu cho sự tăng trưởng và chuyển hóa của L. mesenteroides. Nhiệt độ trên 22ºC lợi cho sự phát triển của các loài Lactobacillus.

Tác dụng của muối vào quá trình dưa cải bắp
Salt đóng một vai trò quan trọng trong việc khởi xướng quá trình dưa bắp cải và ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Việc bổ sung quá nhiều muối có thể ức chế các vi khuẩn mong muốn, mặc dù nó có thể góp phần vào sự vững chắc của Kraut. Các chức năng nguyên tắc của muối là để rút nước ép từ bắp cải (hoặc rau khác), do đó làm cho một môi trường thuận lợi hơn cho sự phát triển của các vi khuẩn mong muốn.

Nói chung, muối được thêm vào nồng độ cuối cùng của 2,0 đến 2,5%. Ở nồng độ này, lactobacilli hơi ức chế, nhưng cầu khuẩn không bị ảnh hưởng. Thật không may, nồng độ này của muối có tác dụng ức chế lên đối với các sinh vật mong muốn hơn so với những người chịu trách nhiệm về sự hư hỏng. Các sinh vật hư hỏng có thể chịu được nồng độ muối đến từ 5 đến 7%, do đó nó là môi trường axit tạo ra bởi các lactobacilli giữ cho vi khuẩn gây hư hỏng tại vịnh, chứ không phải là việc bổ sung muối.
Trong sản xuất dưa cải bắp, muối khô được thêm vào theo tỷ nếu 1-1,5 kg mỗi 50kg bắp cải (2-3%). Việc sử dụng nước biển có muối không được khuyến cáo trong việc ra dưa cải bắp, nhưng phổ biến trong các loại rau có hàm lượng nước thấp. Nó là điều cần thiết để sử dụng muối tinh khiết vì muối có bổ sung kiềm có thể trung hòa axit.

Sử dụng 
Để sản xuất dưa bắp cải có chất lượng phù hợp, nền văn hóa khởi (tương tự như được sử dụng trong các ngành công nghiệp sữa) đã được đề nghị. Không chỉ làm nền văn hóa khởi đảm bảo tính nhất quán giữa các lô, họ đẩy nhanh quá trình lên men như không có thời gian trễ trong khi hệ vi có liên quan thuộc địa mẫu. Bởi vì nền văn hóa khởi sử dụng có tính axit, họ cũng ức chế các vi sinh vật không mong muốn. Có thể thêm mới bắt đầu theo truyền thống được sử dụng cho quá trình lên men sữa, chẳng hạn như Streptococcus lactis, mà không ảnh hưởng xấu đến chất lượng cuối cùng. Bởi vì các sinh vật này chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn (thời gian đủ dài để bắt đầu quá trình axit hóa) trong trung Kraut, họ không làm phiền các chu kỳ tự nhiên của vi sinh vật.

 Mặt khác, nếu Leuconostoc mesenteroides được thêm vào trong giai đoạn đầu, nó mang lại một hương vị tốt để sản phẩm cuối cùng, nhưng làm thay đổi trình tự của các vi khuẩn phát triển và kết quả tiếp theo trong một sản phẩm được lên men không đầy đủ. Nếu que sản xuất khí (ví dụ L pentoaceticus) được thêm vào các món dưa cải bắp, điều này làm rối loạn sự cân bằng giữa axit acetic và lactic - acid acetic và acid lactic được sản xuất ít hơn bình thường - và quá trình lên men không bao giờ đạt đến hoàn thành. Nếu axit lactic, sản xuất que không gas (L. Cucumeris) được sử dụng như là một khởi đầu, một lần nữa các Kraut không được lên men hoàn toàn và sản phẩm tạo ra cay đắng và dễ bị hư hỏng do nấm men.

Có thể sử dụng nước ép từ một quá trình lên men Kraut trước như một nền văn hóa khởi động cho quá trình lên men sau này. Hiệu quả của việc sử dụng nước trái cây cũ phụ thuộc phần lớn vào các loại sinh vật hiện diện trong nước và độ chua của nó. Nếu nước khởi có tính axit là 0,3% hoặc nhiều hơn, nó kết quả trong một Kraut chất lượng kém. Điều này là do các cầu khuẩn mà thông thường sẽ bắt đầu quá trình lên men bị ức chế bởi nồng độ axit cao, để lại các vi khuẩn có trách nhiệm duy nhất cho quá trình lên men. Nếu nước khởi có tính axit là 0,25% hoặc ít hơn, Kraut sản xuất là bình thường, nhưng ở đó không xuất hiện bất kỳ tác động có lợi của việc thêm nước trái cây này. Thông thường, việc sử dụng nước cũ sản xuất một bắp cải muối mà có một kết cấu mềm hơn so với bình thường.

Hư hỏng và sai sót trong quá trình dưa cải bắp.
Đa số các hư hỏng trong dưa cải bắp là do aerobic đất vi sinh vật phân hủy các protein và sản xuất không mong muốn hương vị và kết cấu thay đổi. Sự tăng trưởng của các Vi khuẩn hiếu khí có thể dễ dàng bị ức chế bởi một quá trình lên men bình thường.

Mềm Kraut có thể do nhiều điều kiện như lượng lớn không khí, thủ tục ướp muối kém và nhiệt độ khác nhau. Bất cứ khi nào trình tự bình thường của vi khuẩn phát triển bị thay đổi hoặc bị xáo trộn, nó thường là kết quả trong một sản phẩm phần mềm. Nó là lactobacilli, mà dường như có một khả năng lớn hơn so với các cầu khuẩn phá vỡ các mô bắp cải, trong đó có trách nhiệm làm mềm.

Nhiệt độ cao và hàm lượng muối giảm lợi cho sự phát triển của lactobacilli, nhạy cảm với nồng độ cao hơn của muối. Nồng độ bình thường của muối được sử dụng trong sản xuất dưa cải bắp hơi ức chế vi khuẩn gây men, nhưng không có tác dụng trên cầu khuẩn. Nếu hàm lượng muối quá thấp ban đầu, các lactobacilli phát triển quá nhanh ngay từ đầu và làm đảo lộn trình tự bình thường của quá trình lên men.

Một vấn đề gặp phải là việc sản xuất dưa bắp cải có màu tối. Điều này được gây ra bởi sinh vật hư hỏng trong quá trình lên men. Một số điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các sinh vật hư hỏng. Ví dụ, một phân bố không đồng đều của các muối có xu hướng ức chế các vi sinh vật mong muốn, trong khi đồng thời cho phép các sinh vật chịu muối không mong muốn phát triển. Một mức độ không đủ nước để trang trải các Kraut trong quá trình lên men cho phép vi khuẩn hiếu khí không mong muốn và nấm men phát triển trên bề mặt của Kraut, gây ra hương vị và sự đổi màu. Nếu nhiệt độ lên men là quá cao, điều này cũng khuyến khích sự tăng trưởng của vi không mong muốn, mà kết quả trong một màu tối.

Kraut Pink là một vấn đề hư hỏng. Nó được gây ra bởi một nhóm các nấm men sản xuất ra một chất nhuộm màu đỏ nổi bật trong nước và trên bề mặt của bắp cải. Nó được gây ra bởi một sự phân phối không đồng đều hoặc tập trung quá mức của muối, cả hai đều cho phép các nấm men nhân. Nếu điều kiện tối ưu cho quá trình lên men là bình thường, các loại men hư hỏng đang bị đàn áp.

5.6.3 Brine muối rau quả lên men
Ngâm nước muối được sử dụng cho các loại rau mà vốn đã chứa ít độ ẩm. Một dung dịch mặn được chuẩn bị bằng cách hòa tan muối trong nước (dung dịch muối 15-20%). Quá trình lên men diễn ra tốt trong nước muối khoảng 20 salometer. Theo hướng dẫn chung, một quả trứng tươi trôi nổi trong một dung dịch nước muối 10% (Kordylas, 1990). Đúng rau brined sẽ giữ tốt trong giấm trong một thời gian dài. Thời gian xông là quan trọng đối với những phẩm chất chung giữ. Các loại rau được ngâm trong nước muối và để lên men. Các dung dịch mặn mạnh mẽ rút ra đường và nước ra khỏi thực vật, làm giảm nồng độ muối. Điều quan trọng là nồng độ muối không giảm xuống dưới 12%, nếu điều kiện không cho phép quá trình lên men. Để đạt được điều này, thêm muối được thêm định kỳ vào hỗn hợp nước muối.

Một khi các loại rau đã được brined và trong bao bì kín, có một sự phát triển nhanh chóng của vi sinh vật trong nước muối. Các điều khiển tự nhiên có ảnh hưởng đến quần thể vi sinh của các loại rau lên men bao gồm nồng độ muối và nhiệt độ của nước biển, sự sẵn có của nguyên liệu lên men và những con số và các loại vi sinh vật hiện nay bắt đầu của quá trình lên men. Sự nhanh chóng của quá trình lên men có tương quan với nồng độ muối trong nước muối và nhiệt độ của nó.

Hầu hết các loại rau có thể được lên men ở 12,5 o đến 20 o salometer muối. Nếu vậy, trình tự của vi sinh vật của vi khuẩn axit lactic thường sau quá trình lên men dưa cải bắp cổ điển mô tả bởi Pederson (1979). Ở nồng độ muối cao hơn lên đến khoảng 40 o salometer, trình tự là nghiêng về phía sự phát triển của một homofermentation, chi phối bởi Lactobacillus plantarum. Ở nồng độ cao nhất của muối (khoảng 60 o salometer) quá trình lên men lactic không còn hoạt động và nếu có axit được phát hiện trong quá trình lưu trữ nước muối nó là axit acetic, có lẽ là do nấm men tạo axit mà vẫn còn hoạt động ở nồng độ này của muối (Vaughn , 1985).

Ngâm nước muối ướp muối lên men các loại rau (Pickles)
Dưa chuột muối cũng là một sản phẩm lên men đã được nghiên cứu chi tiết và quá trình này được biết đến. Quá trình lên men là rất giống với quá trình dưa cải bắp, chỉ ngâm nước muối được sử dụng thay vì muối khô.
Dưa chuột rửa được đặt trong các bể lớn và nước muối mặn (15-20%) được thêm vào. Dưa chuột được nhấn chìm trong nước muối, đảm bảo rằng không ai nổi trên bề mặt - điều này là cần thiết để ngăn chặn sự hư hỏng. Các nước muối mạnh mẽ rút ra đường và nước ngoài của dưa chuột, mà đồng thời làm giảm độ mặn của giải pháp. Để duy trì một dung dịch muối để lên men có thể diễn ra, nhiều muối đã được thêm vào dung dịch nước muối. Nếu nồng độ muối giảm xuống dưới 12%, nó sẽ dẫn đến sự hư hỏng của dưa chua qua sự thối rữa và làm mềm.

Một vài ngày sau khi dưa chuột đã được đặt trong nước muối, quá trình lên men bắt đầu. Quá trình này tạo ra nhiệt gây ra các nước muối đun sôi nhanh chóng. Axit cũng được sản xuất như là kết quả của quá trình lên men.

Trong quá trình lên men, có thể nhìn thấy những thay đổi diễn ra đều rất quan trọng trong việc đánh giá sự tiến bộ của quá trình. Màu sắc của những thay đổi bề mặt dưa chuột từ màu xanh lá cây tươi sáng với một màu xanh lá cây ô liu đen tối như axit tương tác với các chất diệp lục. Nội thất của những thay đổi dưa chuột từ trắng đến một bóng mờ sáp như không khí bị đẩy ra khỏi các tế bào. Trọng lượng riêng của dưa chuột cũng tăng như là kết quả của sự hấp thụ dần dần muối và họ bắt đầu chìm trong nước muối chứ không phải là nổi trên bề mặt.

Vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men
Như với các quá trình dưa cải bắp, các một thứ vi trùng gram dương - Leuconostoc mesenteroides chiếm ưu thế trong các giai đoạn đầu tiên của quá trình lên men dưa. Loài này là khả năng chống thay đổi nhiệt độ và độ dung nạp với nồng độ muối cao hơn so với các loài tiếp theo. Như tiền lên men và làm tăng nồng độ axit, lactobacilli bắt đầu tiếp quản từ cầu khuẩn. Giai đoạn hoạt động của quá trình lên men tiếp tục trong khoảng từ 10 đến 30 ngày, tùy thuộc vào nhiệt độ của quá trình lên men. Nhiệt độ tối ưu cho L. Cucumeris là từ 29 đến 32ºC. Trong thời gian lên men, tăng độ chua để khoảng 2% và các loại axit sản xuất mạnh mẽ của vi khuẩn đạt tăng trưởng tối đa của họ. Nếu axit acetic đường hoặc được thêm vào hỗn hợp lên men trong thời gian này nó làm tăng sản xuất acid.
Vấn đề trong dưa chua

Việc sản xuất quá nhiều axit trong quá trình lên men, kết quả trong shrivelling của dưa chua, có thể do quá hoạt động của L. mesenteroides loài. Nếu nước muối được khuấy động, nó có thể giới thiệu máy bay, mà làm cho điều kiện thuận lợi hơn cho sự phát triển của vi khuẩn gây hư hỏng. Nói chung, nếu dưa chua được bảo hiểm tốt với nước muối, nồng độ muối được duy trì và nhiệt độ là một cách tối ưu, nó nên được khá đơn giản để tạo ra dưa có chất lượng tốt.

5.6.4 rau không muối, axit lactic lên men
Một số loại rau được lên men bằng vi khuẩn axit lactic, mà không có sự bổ sung trước khi muối hoặc ngâm nước muối. Ví dụ về các sản phẩm không bao gồm muối gundruk (tiêu thụ ở Nepal), sinki và lá khác đã lên men héo. Giải độc của sắn thông qua quá trình lên men bao gồm một quá trình lên men acid, trong thời gian đó các glycosides cyanogenic được thủy phân để giải phóng các khí độc cyanide.
Quá trình lên men phụ thuộc vào các thuộc địa nhanh chóng của thực phẩm bằng cách sản xuất axit lactic vi khuẩn, trong đó giảm độ pH và làm cho môi trường không thích hợp cho sự phát triển của sinh vật hư hỏng. Oxy cũng được loại trừ như Lactobacilli ủng hộ một bầu không khí kỵ khí. Hạn chế oxy đảm bảo rằng nấm men không phát triển.

Đối với sản xuất của sinki, rễ củ cải tươi được thu hoạch, rửa sạch và héo do ánh nắng mặt trời làm khô 1-2 ngày. Họ sau đó được cắt nhỏ, lại rửa sạch và đóng gói chặt chẽ thành một đất nung hoặc lọ thủy tinh, được niêm phong và còn lại để lên men. Thời gian lên men tối ưu là mười hai ngày tại Sinki lên men 30ºC. Được khởi xướng bởi L. fermentum và L. brevis, tiếp theo là L. plantarum. Trong thời gian lên men, pH giảm 6,7-3,3. Sau khi lên men, các chất nền củ cải là phơi khô đến một cấp độ ẩm khoảng 21%. Đối với tiêu thụ, sinki được rửa sạch trong nước hai phút, vắt để loại bỏ nước dư thừa và rang muối, cà chua, hành tây và ớt xanh. Hỗn hợp này sau đó được chiên luộc trong nước cơm và ăn nóng như súp cùng với bữa ăn chính (Steinkraus, 1996).

Pit lên men
Nam Thái Bình Dương lên men hố là một phương pháp cổ xưa để bảo quản rau có bột mà không cần thêm muối. Các nguyên vật liệu trải qua một quá trình lên men axit bên trong hầm, để sản xuất bột nhão với phẩm chất tốt giữ. Pit lên men cũng được sử dụng trong các phần khác của thế giới - ví dụ như ở Ethiopia, nơi chuối sai (ensete ventricosum) được lên men trong một cái hố để sản xuất bột giấy được gọi là Kocho. Thực phẩm được bảo quản trong hầm lò có thể kéo dài trong nhiều năm mà không suy giảm, do đó cung cấp một hố tốt, phương tiện giá rẻ đáng tin cậy lưu trữ.

Cây có củ và chuối được bóc vỏ trước khi được đặt trong hầm lò, trong khi breadfruit được cạo và xuyên thủng. Thực phẩm là trái để lên men trong 3-6 tuần, sau đó thời gian nó trở nên mềm mại, có mùi mạnh mẽ và một sự nhất quán dán giống. Trong quá trình lên men, carbon dioxide tích tụ trong hầm lò, tạo ra một bầu không khí kỵ khí. Như một kết quả của các hoạt động của vi khuẩn, nhiệt độ tăng cao hơn nhiều so với nhiệt độ môi trường xung quanh. Độ pH của trái cây bên trong hầm giảm 6,7-3,7 trong khoảng bốn tuần. Cấy của trái cây trong hố với vi khuẩn axit lactic tăng tốc đáng kể quá trình. Việc dán lên men có thể được để lại trong hố và loại bỏ theo yêu cầu. Thông thường, nó được loại bỏ và thay thế bằng một đợt thứ hai của thực phẩm tươi sống để lên men. Các thực phẩm lên men được rửa sạch và loại bỏ chất xơ. Sau đó nó được phơi khô trong vài giờ để loại bỏ các mùi dễ bay hơi, và nghiền thành bột nhão. Nạo dừa hay dừa kem và đường có thể được thêm vào và hỗn hợp này được gói trong lá chuối và hoặc nướng hoặc luộc (Steinkraus, 1996).

5.7 Nguyên tắc Acetic Acid lên men
Sự lên men mong muốn chính được thực hiện bởi vi khuẩn axit acetic là sản xuất giấm. Giấm, nghĩa đen được dịch là rượu chua, là một trong những sản phẩm lâu đời nhất của quá trình lên men được sử dụng bởi người đàn ông. Nó có thể được làm từ hầu như bất kỳ nguồn carbohydrate lên men, ví dụ như trái cây, rau quả, xi rô và rượu vang. Dù nguyên liệu được sử dụng, quá trình lên men sau một chuỗi xác định.

Các yêu cầu cơ bản để sản xuất giấm là một loại vật liệu thô mà sẽ trải qua một quá trình lên men rượu. Táo, lê, nho, mật ong, xirô, ngũ cốc, tinh bột thủy phân, bia và rượu vang được tất cả các chất nền lý tưởng để sản xuất giấm. Các nguyên vật liệu tốt nhất là rượu táo và rượu vang, được sử dụng rộng rãi ở châu Âu và Hoa Kỳ. Để sản xuất ra một sản phẩm chất lượng cao, nó là điều cần thiết mà các nguyên liệu là trưởng thành, sạch sẽ và trong tình trạng tốt.

5.7.1 Vi khuẩn tham gia vào quá trình giấm.
Việc sản xuất giấm phụ thuộc vào một quá trình lên men hỗn hợp, trong đó bao gồm cả nấm men và vi khuẩn. Sự lên men thường được khởi xướng bởi nấm men phân hủy glucose thành rượu etylic với sự giải phóng khí carbon dioxide. Sau ngày từ các loại nấm men, Acetobacter oxy hóa rượu thành axit axetic và nước.

Phản ứng men
C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 Glucose men rượu ethyl + cạc-bon đi-ô-xít Phản ứng của vi khuẩn C 2 H 5 OH + O 2 CH 3 COOH + H 2 O Rượu A-xít a-xê-tíc nước Các loại nấm men và vi khuẩn tồn tại cùng nhau trong một hình thức được gọi là commensalism. Các Acetobacter là phụ thuộc vào các loại nấm men để sản xuất một chất gây nghiện (rượu etylic) dễ dàng oxidisable. Nó không phải là có thể sản xuất giấm bằng các hành động của một loại vi sinh vật một mình.
Đối với một quá trình lên men tốt, nó là điều cần thiết để có một nồng độ cồn từ 10 đến 13%. Nếu nồng độ cồn cao hơn rất nhiều, rượu được không đầy đủ oxy hóa thành acid acetic. Nếu nó là thấp hơn 13%, có một sự mất mát của dấm vì các este và axit acetic oxy hóa. Ngoài axit axetic, axit hữu cơ khác được tạo thành trong quá trình lên men mà trở thành este hóa và đóng góp vào mùi đặc trưng, ​​hương vị và màu sắc của dấm.

Acetaldehyd là một sản phẩm trung gian trong việc chuyển đổi của lượng đường khử trong nước ép trái cây để axit axetic hoặc dấm. Oxygen là cần thiết cho việc chuyển đổi acetaldehyde thành axit acetic.

Nhìn chung, sản lượng của axit axetic từ glucose là khoảng 60%. Đó là ba phần của glucose mang hai phần axit axetic.

5.7.2 Vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men giấm.
Các vi sinh vật tham gia vào sản xuất giấm thường mọc ở phía trên cùng của bề mặt, tạo thành một thạch như khối lượng. Khối lượng này được gọi là "mẹ của giấm. Người mẹ bao gồm cả Acetobacter và nấm men, làm việc cùng nhau. Các vi khuẩn chính là Acetobacter axetic A. Xylinum và A. Ascendens. Các loại men chính là Saccharomyces ellipsoideus và S cerevisiae. Điều quan trọng là duy trì một môi trường có tính axit để ngăn chặn sự phát triển của các sinh vật không mong muốn và khuyến khích sự hiện diện của vi khuẩn sản xuất axit axetic mong muốn. Đó là thực tế phổ biến để thêm 10-25% theo thể tích của dấm mạnh với các chất nền có cồn để đạt được một quá trình lên men mong muốn.

Quá trình lên men rượu của các loại đường cần được hoàn thành trước khi các giải pháp được axit hóa vì bất kỳ đường còn lại sẽ không được chuyển hóa thành rượu sau khi axit axetic được thêm vào. Quá trình lên men không đầy đủ các kết quả trái cây trong một sản phẩm "yếu". Sức mạnh axit axetic trong giấm tốt nên có khoảng 6%. 5.7.3 phương pháp lên men

Sản xuất quy mô nhỏ
Giấm có thể được thực hiện tại nhà ở quy mô nhỏ bằng cách đưa oxy vào thùng rượu vang hoặc rượu táo và cho phép quá trình lên men xảy ra một cách tự nhiên. Quá trình này không được kiểm soát rất nghiêm ngặt và thường kết quả trong một sản phẩm kém chất lượng.

Quá trình Orleans
Quá trình Orleans là một trong những phương pháp lâu đời nhất và nổi tiếng với việc sản xuất giấm. Nó là một quá trình liên tục chậm, có nguồn gốc ở Pháp. Lớp dấm cao được sử dụng như là một nền văn hóa khởi động, mà rượu vang được bổ sung hàng tuần. Giấm được lên men trong lớn (200 lít) thùng công suất. Khoảng 65 đến 70 lít dấm cấp cao được thêm vào thùng cùng với 15 lít rượu. Sau một tuần, thêm 10-15 lít rượu vang được bổ sung và điều này được lặp lại theo chu kỳ hàng tuần. Sau khoảng bốn tuần, giấm có thể được rút ra từ các thùng (10-15 lít mỗi tuần) như rượu nhiều hơn được thêm vào để thay thế giấm.

Một trong những vấn đề gặp phải với phương pháp này là làm thế nào để thêm nhiều chất lỏng vào thùng mà không làm phiền nổi mat vi khuẩn. Điều này có thể được khắc phục bằng cách sử dụng một ống kính mà hướng về phía đáy của thùng. Lỏng bổ sung được đổ vào qua ống và do đó không làm phiền các vi khuẩn. Bào gỗ đôi khi được thêm vào thùng lên men để giúp hỗ trợ mat vi khuẩn.

Phương pháp giấm nhanh
Bởi vì quá trình Orleans là chậm, các phương pháp khác đã được điều chỉnh để thử và đẩy nhanh quá trình. Các phương pháp của Đức là một trong những phương pháp như vậy. Nó sử dụng một máy phát điện, mà là một chiếc xe tăng thẳng đứng đầy dăm gỗ sồi và lắp các thiết bị cho phép các giải pháp có cồn cho chảy xuống qua dăm trong đó các vi khuẩn axit axetic đang sống. Các xe tăng không được phép để điền vào như rằng sẽ loại bỏ oxy cần thiết cho quá trình lên men. Gần cuối của máy phát điện là lỗ mà cho phép không khí được rút ra trong. Không khí tăng lên qua các máy phát điện và được sử dụng bởi các vi khuẩn axit acetic để ôxy hóa rượu. Oxy hoá này cũng thải ra một lượng đáng kể nhiệt mà phải được kiểm soát để tránh gây thiệt hại cho các vi khuẩn.

Vấn đề trong sản xuất giấm
Nhiều người trong số những vấn đề của sản xuất giấm có liên quan với sự hiện diện của tuyến trùng, nhện, ruồi và côn trùng khác. Bệnh này có thể được kiểm soát bằng việc vệ sinh tốt và tiệt trùng Pasteur của dấm. Các vấn đề liên quan đến quá trình lên men bao gồm sự hiện diện của một bộ phim màu trắng trên bề mặt của dấm. Điều này đôi khi được gọi là Mycoderma vini và bao gồm các sinh vật nấm men giống, trong đó phát triển hiếu khí và oxy hóa các hợp chất carbon có chứa khí cacbonic và nước. Họ cũng làm thay đổi hương vị và rượu nội dung của dấm. Vấn đề này tuy nhiên có thể được kiểm soát bằng cách thêm một phần dấm với ba phần của giải pháp có cồn hoặc bằng cách lưu trữ các chất lỏng có cồn trong đựng đầy kín.