Các kỹ thuật hiện đại được dùng để phân tích hệ vi khuẩn trong rau củ và trái cây lên men

Bên cạnh các phương pháp truyền thống (soi kính hiển vi, đếm số lượng trên đĩa cấy/plate count, vân vân), một số kỹ thuật hiện đại như là Đa hình phân đoạn ADN nhân bản ngẫu nhiên RAPD- (Random Amplified Polymorphic DNA-) Phản ứng chuỗi trùng hợp PCR (Polymerase Chain Reaction), Phản ứng chuỗi trùng hợp loài chuyên biệt (species-specific PCR), Phản ứng chuỗi trùng hợp đa mồi (multiplex PCR), giải mã trình tự gien 16s rADN, Điện di ADN trên gel gradient (gradient gel electrophoresis), Đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism), và phân tích cụm trong Điện di trên gradient nhiệt theo thời gian TTGE (Temporal Temperature Gradient Electrophoresis) được áp dụng để phân lập và mô tả đặc điểm loại chủng LAB khác nhau trong trái cây và rau củ lên men. RFLP và16s rADN được dùng để phân lập và tìm ra đặc điểm của vi khuẩn axit lactic từ dochi (đậu đen lên men) và suan-tsai (cải bẹ lên men), một thực phẩm lên men truyền thống ở Đài Loan. Những chủng đã phân lập gồm có L. plantarum, Salmonella enterica, E. coli, P. pentosaceus, Tetragenococcus halophilus, Bacillus licheniformis, và vân vân. Tamang đã phân lập được 269 chủng LAB từ các mẫu gundruk, sinki, inziangsang (một loại rau ăn lá lên men), và khalpi cũng như là đã nghiên cứu các đặc điểm kiểu hình của những chủng này thông qua việc giải mã kiểu gien bằng việc sử dụng các kĩ thuật RAPD-PCR, PCR dùng mồi thiết kế trên các chuỗi lặp (repetitive element PCR), và PCR loài chuyên biệt (species-specific PCR). Những vi khuẩn chính tiêu biểu của LAB tham gia vào những quá trình lên men này là L. plantarum, L. brevis, P. acidilactici, và L. fallax. Kĩ thuật RAPD-PCR và điện di ADN trên gel gradient (gradient gel electrophoresis) được dùng để phân lập các chủng L. plantarum từ ben saalga, một món cháo suông lên men truyền thống có nguồn gốc từ quốc gia Burkina Faso. Phương pháp khối phổ protein MALDI-TOF (MALDI-TOF mass spectrometry) và phân tích DGGE (Điện di ADN biến tính trên gel gradient) cũng được dùng để phân tích các mẫu rau củ lên men. Định rõ đặc điểm của những LAB đã phân lập bằng cách dùng phần mềm phân tích khối phổ MALDI-TOF fingerprinting, hé mở độ biến thiên di truyền ngay trong loài có độ hỗn tạp lớn. Nghiên cứu trước đây tìm hiểu độ đa dạng di truyền của các LAB đã phân lập liên quan đến việc sản xuất cà tím Almagro lên men dùng kết hợp đa hình phân đoạn ADN ngẫu nhiên (RAPD) và điện di trên gel trường xung đẩy (pulsed-field gel electrophoresis/PFGE).

Tiếp tục đọc →

1. Tăng cường chất lượng và an toàn thực phẩm

Chất lượng dinh dưỡng của thực phẩm có thể được tăng cường bằng cách lên men, quá trình này có thể cải thiện khả năng tiêu hóa và các thành phần có lợi trong thực phẩm lên men. Nguyên liệu sống đã gia tăng nồng độ hàm lượng vitamin và khoáng chất so với hàm lượng ban đầu. Một số hợp chất kháng vi khuẩn như là các axit hữu cơ, hydrogen peroxide, diacetyls, và bacteriocins được giải phóng trong quá trình lên men, điều này ảnh hưởng đến tình trạng tăng sinh vi khuẩn và mặt khác gia tăng hạn sử dụng của thực phẩm.

Tiếp tục đọc →

1. Vi khuẩn axit lactic

Giống Lactobacillus là một nhóm LAB hỗn tạp có ứng dụng quan trọng trong ngành lên men thực phẩm và thức ăn chăn nuôi. Lactobacilli được dùng làm chất cấy các probiotics và giống khởi động trong thực phẩm lên men. Giống Lactobacillus là các vi sinh vật gam dương sản xuất axit lactic bằng cách lên men, thuộc về nhóm LAB lớn. Các giống khác như là  Lactococcus, Enterococcus, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Leuconostoc, và Lactobacillus cũng được tính là trong nhóm LAB do khả năng sản xuất axit lactic của chúng.

Tiếp tục đọc →

Đồ muối chua làm từ nhiều loại trái cây và rau củ như là xoài (Mangifera indica L.) và mắc kham (Emblica officinalis L.) là những chất bổ sung thực phẩm và được dùng cho mục đích ẩm thực ở nhiều nơi trên thế giới. Hoạt động muối dưa chuột được thực hiện ở châu Phi, châu Á, châu Âu và châu Mĩ La-tinh. Khalpi là món dưa chuột muối phổ biến vào những tháng hè ở Nepal. Mặc dù có nhiều phương pháp để muối nhưng cách làm thỏa đáng là ngâm dưa chuột trong nước muối 5%. Dưa chuột hấp thu muối cho đến khi có độ cân bằng giữa muối trong dưa chuột và muối trong nước muối (khoảng 3% muối trong nước muối). Khi độ pH đạt đến khoảng 4,7–5,7 (có tính axit), người ta cấy L. plantarum hoặc Pediococcus pentosaceus hay kết hợp những sinh vật này vào nước muối đạt đến tổng số tế bào vào 1-4 tỉ tế bào trên 1 gallon (~3,8l) dưa chuột ngâm nước muối. Thành phẩm có độ axit là 0,6–1,0% (như LA) và độ pH là 3,4–3,6 trong khoảng hai tuần, tùy thuộc vào nhiệt độ. Tương tự, khoai lang muối với nước chua có thể được dùng làm nguồn dưa muối bổ sung sở hữu những đặc tính probiotics như bình thường.

Tiếp tục đọc →

1. Phụ gia muối

Lên men LA trái cây rau củ chủ yếu diễn ra trong môi trường có cho thêm muối. Người ta phụ gia muối thông qua việc bổ sung muối khô (NaCl) có hàm lượng nước cao hoặc ngâm trong dung dịch nước muối. Nồng độ muối tối ưu tùy thuộc vào loại rau củ hoặc trái cây. Thay thế đến 50% NaCl bằng KCl khi làm kimchi từ cải thảo cũng không ảnh hưởng đến các tính chất cảm quan (độ mặn, độ đắng, độ chua, độ cay và kết cấu) của kimchi. Vai trò chính của muối là để thúc đẩy tăng sinh LAB vượt lên trên tình trạng sinh trưởng của vi khuẩn gây hư thối và để ức chế các enzyme phân giải protein (proteolytic enzymes) và enzyme phân giải pectin (pectinolytic enzyme) tiềm năng mà có thể làm rau củ nát và phân hủy nhanh hơn. Muối dẫn đến tình trạng co nguyên sinh (plasmolysis) trong các tế bào thực vật và tạo nên hình thức giống trạng thái thể lỏng (appearance of a liquid phase), điều này tạo ra môi trường kị khí xung quanh sản phẩm ngâm trong đó. Các điều kiện kị khí sẽ đạt được hiệu quả cao hơn khi cắt nhỏ vụn nguyên liệu.

Tiếp tục đọc →

Tóm tắt

Khi dân số thế giới gia tăng, thì việc lên men axit lactic được kỳ vọng sẽ nắm giữ vai trò quan trọng trong quá trình bảo quản rau củ, trái cây tươi và những loại thực phẩm khác để nuôi sống người dân ở những nước đang phát triển. Tuy nhiên, một số sản phẩm trái cây và rau củ lên men (Sauerkraut, Kimchi, Gundruk, Khalpi, Sinki, vân vân) có lịch sử lâu đời trong nguồn dinh dưỡng của con người từ thời xa xưa và có liên quan đến một số phương diện xã hội của nhiều cộng đồng khác nhau. Trong số các loại thực phẩm, thì trái cây và rau củ là những loại hàng hóa dễ hỏng do có giá trị dinh dưỡng và hàm lượng nước cao. Tình trạng này nghiêm trọng hơn ở các quốc gia nhiệt đới và cận nhiện đới, những nơi thuận lợi phát triển các vi sinh vật gây hư thối. Lên men axit lactic kéo dài hạn sử dụng của rau củ và trái cây cũng như là tăng cường một số đặc tính có lợi bao gồm giá trị dinh dưỡng và hương vị, cũng như là làm giảm độc tính có trong chúng. Trái cây và rau củ lên men có thể được dùng làm nguồn cung cấp các probiotics (lợi khuẩn) tiềm năng vì chúng chứa một số vi khuẩn axit lactic như là Lactobacillus plantarum, L. pentosus, L. brevis, L. acidophilus, L. fermentum, Leuconostoc fallax, và L. mesenteroides. Nói chung, các loại trái cây và rau củ lên men truyền thống không chỉ có vai trò là các nguồn bổ sung thực phẩm mà còn góp phần đem lại lợi ích cho sức khỏe. Bài đánh giá này có mục tiêu là mô tả một số loại trái cây và rau củ lên men quan trọng ở châu Á và tầm quan trọng của chúng với tư cách là nguồn cung cấp các lợi khuẩn probiotics.

Tiếp tục đọc →

1. Kimchi

Kimchi là loại rau củ lên men truyền thống của Hàn Quốc làm từ cải thảo (beachu/Chinese cabbage), củ cải dài, hành lá, bột ớt, tỏi, gừng và hải sản lên men (jeotgal), loại đồ ăn theo truyền thống được làm ở nhà và dùng như món ăn kèm trong các bữa ăn. Kimchi là thuật ngữ chung chỉ một nhóm các loại rau củ lên men LA (axit lactic) truyền thống của Hàn Quốc. Những nguyên liệu sống chính (cải thảo hay củ cải dài) được bỏ muối sau khi ngâm nước muối trước đó, trộn với nhiều loại gia vị (ớt, tỏi, hành lá, gừng,…) và những nguyên liệu số lượng ít khác (hạt nêm, hải sản muối, trái cây và rau củ, ngũ cốc, cá và thịt, …) và sau đó được lên men ở nhiệt độ thấp (2–5°C). Quá trình lên men kimchi phụ thuộc vào nhiệt độ. Kimchi chín trong một tuần ở 15°C và mất ba ngày để chín ở 25°C. Nhưng người ta ưa lên men ở nhiệt độ thấp hơn để ngăn ngừa giải phóng axit mạnh, tránh tình trạng kimchi bị chín quá và kéo dài giai đoạn hương vị tối ưu của món ăn này. Kimchi cụ thể đặc trưng bởi vị chua, ngọt và vị ga của nó cũng như là có hương vị khác biệt với những loại dưa chua sauerkrautand mà cũng là những sản phẩm rau củ lên men nổi tiếng. Phân loại cổ điển những vi khuẩn đã phân lập từ kimchi cho thấy rằng Leuconostoc mesenteroides và Lactobacillus plantarum là những loài chủ đạo. Một số kết quả chỉ ra rằng LAB góp phần làm lên men kimchi gồm có L. mesenteroides, L. citreum, L. gasicomitatum, Lactobacillus brevis, L. curvatus, L. plantarum, L. sakei, L. lactis, P. pentosaceus, W. confusa, và W. koreensis. Một số loài quan trọng được cho là nguyên nhân làm lên men kimchi là Leuconostoc mesenteroides, L. pseudomesenteroides, và L. lactis, khi độ pH dần dần giảm xuống 4,0.

Kimchi sở hữu vô số thành phần tăng cường sức khỏe gồm có β-carotene, chlorophyll, vitamin C, và chất xơ thực phẩm. Bên cạnh đó, các hoạt tính chống đột biến, chống oxi hóa và ức chế enzyme chuyển đổi angiotensin (angiotensin-converting enzyme) trong kimchi được cho là có tác dụng bảo vệ cơ thể chống lại bệnh tật. Vi khuẩn phân lập từ kimchi sản sinh ra những enzyme có lợi như là dextransucrase và alcohol/acetaldehyde dehydrogenase. Vì những đặc tính có lợi này mà kimchi được đề cử là một trong những loại thực phẩm lành mạnh nhất trên thế giới trong ấn bản năm 2006 của Tạp chí Sức khỏe (Health Magazine). Duy trì hương vị tối ưu của kimchi ở độ pH và độ axit xấp xỉ lần lượt là 4,0–4,5 và 0,5-0,6. Hàm lượng vitamin C nhiều nhất trong khoảng này.

Tiếp tục đọc →

Ở những vùng phía Đông Himalaya của Ấn Độ, người ta sản xuất một loạt những sản phẩm rau củ lên men để xử lý sinh học những loại rau củ dễ hư hỏng nhằm bảo quản và sử dụng được lâu hơn. Rau củ lên men axit lactic như là gundruk, sinki, và khalpi là những sản phẩm rau củ lên men của Nepal, Sikkim, và Bhutan. Lactobacillus brevis, L. plantarum, Pediococcus pentosaceus, P. acidilactici, và Leuconostoc fallax là những loài LAB chủ đạo tham gia vào những loại rau củ lên men của các dân tộc. Các chủng LAB có chức năng chi phối liên quan đến sản phẩm măng mềm lên men, mesu, soidon, soibum, và soijim của những tộc người thuộc dãy Himalayas, được định danh là L. brevis, L. plantarum, L. curvatus, P. pentosaceus, L. mesenteroides subsp. mesenteroides, L. fallax, L. lactis, L. citreum, và Enterococcus durans. Một số chủng LAB cũng có thể sở hữu những đặc tính chức năng và bảo vệ mà giúp chúng trở thành những ứng viên đáng chú ý để dùng làm nguồn giống vi sinh vật khởi động (starter culture) nhằm sản xuất những sản phẩm rau củ lên men tối ưu và được kiểm soát điều chỉnh.

Tiếp tục đọc →