Công nghệ sản xuất kim chi Hàn Quốc ngon nhất

y, táo ta, dưa gang, hạch bạch quả, hạt thông, v.v… Gạo, lúa mạch, bột mì, tinh bột, v.v… Tôm, cá pô lắc Alaska, mực, cá đù vàng, cá hố, sò, thịt bò, thịt lợn, v.v… 4 Nguyên liệu phụ thêm Nấm, v.v… 2. Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi: 2.1. Quy trình chung: Có nhiều phương pháp chế biến và sản xuất kim chi khác nhau phụ thuộc vào nguyên liệu sử dụng, sở thích của gia đình, phong tục của từng địa phương, v.v… Nhóm chúng tôi xin giới thiệu quy trình chung để sản xuất kim chi như sơ đồ sau: Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 18 Sơ đồ 1: Quy trình chung sản xuất kim chi 2.2 Giải thích quy trình công nghệ: Nguyên liệu phụ, gia vị Nguyên liệu chính Lựa chọn Rửa, để ráo Cắt miếng Ướp muối Xả nước lạnh Để ráo Trộn Cho vào bao bì Lên men Kim chi Muối Bao bì Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 19 2.2.1. Lựa chọn nguyên liệu chính: Loại nguyên liệu và chất lượng nguyên liệu ( cải thảo baechu Hàn Quốc, loài Brassica campestris thuộc nhóm Pekinensis hay củ cải phương Đông…) có thể ảnh hưởng sâu sắc đến tính chất của sản phẩm kim chi. Chẳng hạn như để làm món kim chi baechu cần lựa chọn kỹ lưỡng một loại cải thảo baechu.Loại cải baechu tốt nhất sử dụng để sản xuất kim chi chất lượng cao có kết cấu chắc, đầu hình oval, có khối mô trắng và lá xanh tươi. Về cơ bản thì người ta đánh giá các loại cải thảo dựa trên tính chất hóa lý và cảm quan. Các loại nguyên liệu khác nhau trong sản xuất kim chi đã được trình bày ở phần 1.5. Mục đích của giai đoạn này là chuẩn bị vàkhai thác. -Chuẩn bị: Giai đoạn này nhằm chuẩn bị các nguyên liệu chính cần thiết cho các quá trình sau, đặc biệt là chuẩn bị nguồn nguyên liệu cho quá trình lên men tạo sản phẩm. -Khai thác: Nguyên liệu sau khi sàng lọc sẽ đạt tiêu chuẩn chất lượng và đảm bảo số lượng (số kg cải cần dùng cho lên men). Cách lựa chọn nguyên liệu chính: a. Cải thảo: Cải thảo là loại nguyên liệu chính trong sản xuất kim chi nên việc lựa chọn những bắp cải thảo tốt nhất là điều hết sức cần thiết và quan trọng. Nên chọn những bắp cải thảo tươi và sạch với nhiều lớp lá xanh và mỏng. Thường người ta có thể loại bỏ một số lớp lá bên ngoài và chỉ giữ lại phần còn lại bên trong với mức vệ sinh và chất lượng tốt hơn. Đối với cải thảo đã bảo quản ở nhiệt độ thấp trong một khoảng thời gian thì phải chọn những bắp cải thảo còn nhiều lá xanh và tươi. Đối với cải thảo mới thu hoạch thì cải thảo càng lớn càng tốt. Đối với cải thảo thu hoạch vào mùa thu thì loại cải thảo có kích thước trung bình nhưng nặng là loại cải thảo được ứa thích hơn cả. Cải thảo sau khi được lựa chọn xong phải để ở nơi sạch sẽ và đưa vào công đoạn chế biến ngay để đảm bảo độ tươi xanh của nguyên liệu và tránh sự tấn công của vi khuẩn và các vi snh vật khác. b. Củ cải: Củ cải ngoài việc chứa một lượng nước khá lớn còn là nguyên liệu chứa nhiều vitamin C và diastase - một loại enzyme tiêu hóa. Vì vậy ăn nhiều củ cải rất tốt cho sự tiêu hóa. Một điều cần lưu ý là lượng vitamin bên ngoài lớp vỏ gấp đôi lượng vitamin bên trong củ cải nên tốt nhất là rửa sạch lớp vỏ bên ngoài thay vì gọt bỏ chúng đi. Củ cải đạt chất lượng phải là củ cải lớn, sạch và tươi. Củ cải ngọt thì rất đặc nhưng mềm và cũng được sử dụng để làm kim chi. c. Dƣa chuột: Nên sử dụng dưa còn non, ít ruột, thịt chắc, tươi tốt và không úa vàng. Cần chú ý lựa chọn dưa chuột theo kích thước quả dưa và hàm lượng đường trong dưa. Dưa chuột nhỏ quả chứa nhiều đường và ít cellulose hơn dưa to, vì vậy dưa nhỏ có phẩm chất tốt hơn. Dưa chuột đem muối cần có hàm lượng đường không nhỏ hơn 2%. Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 20 d. Cải bắp: Dùng các loại cải bắp bẹ còn cứng và cuộn chặt các lá với nhau, lá không giòn quá. Cải bắp có độ khô khoảng 10%, trong đó đường chiếm khoảng 5%, protein vào khoảng 1-2%, đủ để cho vi khuẩn lactic hoạt động bình thường. Cải bắp chứa khá nhiều vitamin C (khoảng 26-30mg%) và ít bị tổn thất trong quá trình muối chua. Chú ý cắt bỏ những lá già và xanh hoặc bị thâm, chỉ dùng những lá có màu trắng sáng. Sau đó cắt thành sợi dài, chiều ngang khoảng 4-5mm. Có thể bỏ lõi hoặc dùng cả lõi vì trong lõi có chứa nhiều đường và vitamin C. Để acid lactic tạo thành nhaanh chóng có thể thêm vào natri citrate với tỉ lệ 0,4-0,5%. e. Ớt: Trong sản xuất kim chi người ta thường sử dụng ớt bột, tốt nhất là dùng ớt bột Hàn Quốc có màu đỏ tươi và ít cay. f. Hành lá: Khi làm kim chi ta nên chọn những cây hành lá dày, thân xanh tươi và có gốc hơi trắng. 2.2.2. Cắt miếng: Như đã đề cập ở trên, có những loại kim chi không cắt ra mà để nguyên bắp nên công đoạn này có hay không và như thế nào là tùy thuộc vào loại kim chi muốn làm. Chẳng hạn như để chuẩn bị nguyên liệu cải thảo cho loại kim chi tongbaechu thì cải thảo phải được cắt theo chiều dài thành 2 đến 4 phần và phải cắt bằng dao từ phần đầu bắp cải trở lên. Đối với kim chi matbaechu thái miếng thì cải thảo được cắt thành những miếng nhỏ có chiều dài 3-5 cm trước khi ngâm trong nước muối. Mục đích công nghệ của giai đoạn này là chuẩn bị và chế biến. -Chuẩn bị: Giai đoạn này nhằm chuẩn bị cho giai đoạn ướp muối được thực hiện tiếp theo. Tùy vào loại kim chi muốn sản xuất mà giai đoạn này có thể được thực hiện hoặc bỏ qua. -Chế biến: Đây là giai đoạn chế biến sơ bộ nhằm định hình hình dạng sản phẩm làm ra theo mong muốn. Chẳng hạn như việc cắt miếng nhỏ hay lớn, kích thước ra sao và cắt theo chiều nào…là tùy thuộc vào loại kim chi, vào đặc điểm của địa phương sản xuất kim chi và cảm quan của người sử dụng. Biến đổi xảy ra: làm thay đổi tính chất vật lý nguyên liệu ban đầu như hình dạng, kích thước… 2.2.3. Ƣớp muối, rửa nƣớc lạnh và để ráo nƣớc: Bước ngâm muối có thể được hiện với muối khô (muối hạt) hoặc với nước muối. Đây là công đoạn quan trọng nhất quyết định mùi vị, kết cấu miếng kim chi, quá trình lên men và bảo quản. Nói chung để sản xuất kim chi baechu, việc ướp muối được thực hiện ở phổ thời gian khá rộng (1-15 giờ) dựa trên nồng độ muối (5-8%) và nhiệt độ ướp muối (8-25oC). Nếu ướp muối ở nhiệt độ thấp (5oC) sẽ tạo vị tốt hơn ở nhiệt độ cao (20-25oC) nhờ có sự hỗ trợ của vi khuẩn Leuconostoc suốt quá trình ướp muối. Đối với kim chi củ cải kaktugi, người ta thường dùng muối khô để ướp các Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 21 miếng củ cải được cắt dạng khối mà không cần công đoạn rủa qua nước lạnh. Tuy nhiên để làm kim chi baechu thì cải thảo đã ngâm muối phải được rửa sạch bằng nước lạnh và để ráo nước trước khi bước vào công đoạn phối trộn các thành phần khác. Đối với kim chi baechu, nồng độ muối cần điều chỉnh để thành phẩm đạt 2.2-3.0% nhằm đảm bảo kim chi có độ giòn, không quá mặn và hương vị thơm ngon hơn. Nếu nồng độ muối thấp hơn 2.2%thì giai đoạn lên men sẽ diễn ra quá nhanh, điều này thường sẽ gây ra quá trình acid hóa nhanh và làm mềm mô cải thảo. Mặt khác, nếu nồng độ muối cao hơn 6% thì kim chi trở nên quá mặn, hương vị sẽ không ngon và cũng không bắt mắt. Nói chung, quá trình ướp muối làm giảm độ ẩm của cải thảo (10-12%), thể tích và trọng lượng của chúng cũng như kết cấu rỗng bên trong của cải thảo. Những sự thay đổi này có ý nghĩa cực kì quan trọng vì những tính chất vật lý của cải thảo có thể bị ảnh hưởng đáng kể, đặc biệt là độ cứng giòn của cải thảo, điều này sẽ tạo nên sự tươi ngon khi sản phẩm được tạo thành. Giai đoạn ướp muối cũng làm giảm các hợp chất hòa tan trong nước và các muối hòa tan trong cải thảo như muối canxi và magie đồng thời làm tăng nồng độ muối trong mô cải thảo. Hơn nữa, kết quả của quá trình ướp muối cũng làm giảm tổng số các vi khuẩn hiếu khí, nấm men và nấm mốc hiện diện trong cải thảo nhưng lượng vi khuẩn lactic thì có thể tăng lên do ướp muối. Người ta cũng cho rằng việc ướp muối cùng với các sản phẩm thương mại khác nhau cũng ảnh hưởng khác nhau lên sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật suốt quá trình lên men kim chi. Muối được xử lý nhiệt, đặc biệt là muối tre (muối nướng trong tre) được biết làm giảm lượng vi khuẩn Lac. Plantarum, Pichia membranaefaciens, và E. coli nhưng không làm giảm Leu. mesenteriodes. Mục đích công nghệ: Chuẩn bị, chế biến và bảo quản. -Chuẩn bị: Đây là giai đoạn chuẩn bị cho bước phối trộn nguyên liệu phụ. -Chế biến: Mục đích chính của giai đoạn này là chế biến, nghĩa là sẽ tác động lên nguyên liệu nhằm tạo hương vị, độ giòn, mỹ quan sản phẩm. -Bảo quản: Ngoài mục đích chuẩn bị và chế biến thì giai đoạn này cũng giúp ta hạn chế lượng vi sinh vật tác động không tốt lên nguyên liệu (nấm men, nấm mốc…) và giúp bảo quản sản phẩm tốt hơn do đạt được nồng độ muối cần thiết để ức chế các vi sinh vật đó. Biến đổi xảy ra: quá trình này tạo nên những biến đổi sau : -Biến đổi vật lý: trọng lượng, độ giòn… của nguyên liệu bị thay đổi, đặc biệt là độ giòn của kim chi. -Biến đổi hóa lý: do sự chênh lệch nồng độ muối mà cải thảo sẽ nhận được nhiều muối hơn và sẽ đẩy nước ra bớt nên sau giai đoạn này ta sẽ thấy nước thoát ra một lượng nhất định và mô kim chi sẽ có nồng độ muối tăng. -Biến đổi sinh học: Các tế bào, mô cải thảo sẽ bị nhược trương do mất nước, hệ vi sinh vật cũng bị thay đổi như đã đề cập ở trên. Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 22 -Biến đổi cảm quan: màu sắc có phần sẫm hơn do quá trình ướp muối tạo thành, kim chi sẽ có vị mặn của muối… 2.2.4 Nguyên liệu phụ và phối trộn: Cải thảo baechu sau khi được ướp muối sẽ được hòa trộn với các nguyên liệu phụ gồm các loại gia vị và những thành phần khác. Ớt bột đỏ, tỏi, gừng và hành lá là những nguyên liệu thêm vào trong quá trình làm kim chi. Những thành phần phụ này cũng cần được lựa chọn sao cho chúng có chất lượng tốt, vì chúng đều có thể tác động lên chất lượng sản phẩm kim chi làm ra. Ví dụ như hàm lượng capsaicin (C18H27NO3), hàm lượng đường và mức độ màu sắc của ớt đỏ là những điều cần phải lưu ý khi lựa chọn ớt bột đỏ. Tỏi và gừng lột vỏ được nghiền nát và thải nhỏ cẩn thận. Hành lá cỡ trung bình sẽ được cắt thành những cọng dài 3-4cm. Những mẫu củ cải thêm vào cũng được cắt nhỏ hơn 1cm. Có thể thêm những thành phần sau tạo gia vị cho kim chi : hải sản muối giấm, nước lên men cá cơm hay tôm nhỏ, và muối. Những thành phần thêm vào nhằm làm gia tăng hoặc tạo nên mùi vị đặc biệt đồng thời nhằm điều chỉnh nồng độ muối. Cơm nhão là nguồn carbohydrate có thể thêm vào nhằm làm tăng vi sinh vật cho quá trình lên men. Hạt vừng hay monosodium glutamate (MSG) có thể được sử dụng để điều chỉnh và gia tăng mùi vị. Những nguyên liệu khác nhau giúp gia tăng mùi vị cho kim chi có thể sử dụng thêm tùy thuộc vào truyền thống gia đình, điều kiện kinh tế và sự có sẵn nguyên vật liệu theo vùng và theo mùa. Chẳng hạn như cải xoong, lá mù tạc, lê, táo, hạt thông, hạt dẻ, hạch bạch quả, hạt ngũ cốc và các loại cá thịt khác nhau có thể kết hợp vào kim chi. Đối với kim chi tongbaechu phức tạp, hỗn hợp các nguyên liệu phụ phải được hòa trộn kĩ và sau đó được nhét vào trong các lá cải thảo đã được ngâm. Đối với kim chi matbaechu đơn giản, hỗn hợp nguyên liệu phụ được hòa trộn dễ dàng với cải thảo đã cắt thành miếng và đã ngâm muối. Tỷ lệ nguyên liệu chính và nguyên liệu phụ thường đạt 70-90:30. Theo phương pháp mới thay thế cho phương pháp sản xuất kim chi truyền thống, cải thảo baechu đã ướp muối và hỗn hợp tạo gia vị cho kim chi nên được tiến hành tách biệt và sau đó được đem đi trữ, khi nào cần thì sẽ hòa trộn chúng với nhau. Hỗn hợp tạo gia vị cho kim chi có thể được cất giữ an toàn nhằm hạn chế vi khuẩn sinh trưởng.Phương pháp sản xuất kim chi mới này sẽ rất có ích cho các hộ gia đình và các cơ sở sản xuất kim chi vì tính chất cảm quan của sản phẩm được thỏa mãn. Tuy nhiên chúng ta cần phải nghiên cứu nhiều hơn quá trình này. Mục đích công nghệ của giai đoạn này là chuẩn bị cho công đoạn lên men, chế biến và hoàn thiện sản phẩm: -Chuẩn bị: Đây là giai đoạn được tiến hành trước khi bắt đầu quá trình lên men kim chi ở nhiệt độ và trong thời gian thích hợp. -Chế biến: Mục đích chính của giai đoạn này là phối trộn nguyên liệu phụ nhưng lại rất quan trọng để tạo nên hương vị, màu sắc và những tính chất khác đặc trưng cho loại kim chi mà ta muốn sản xuất. Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 23 -Hoàn thiện: Quá trình phối trộn nguyên liệu sẽ làm tăng chất lượng và giá trị cho sản phẩm tạo ra sau lên men. Biến đổi xảy ra: Quá trình tạo ra một số biến đổi sau : -Biến đổi vật lý: Quá trình phối trộn tiếp tục làm mềm mô cải thảo hơn và ảnh hưởng đến độ giòn của kim chi, trọng lượng nguyên liệu thay đổi do phối trộn thêm nguyên liệu phụ… -Biến đổi hóa lý: Nồng độ muối trong kim chi sẽ giảm do muối sẽ khuếch tán vào trong các nguyên liệu phụ bớt trong quá trình phối trộn. -Biến đổi cảm quan: Màu sắc của kim chi sẽ đỏ hơn do sử dụng ớt bột đỏ, mùi vị của kim chi cũng sẽ thay đổi đáng kể dựa trên sự phối trộn với các nguyên liệu phụ trên tạo nên hương vị đặc trưng của mỗi loại kim chi. 2.2.5. Lên men: Quá trình lên men kim chi diễn ra chủ yếu nhờ có vi sinh vật hiện diện trong nguyên liệu, đặc biệt là trong cải thảo đã ướp muối. Dù quá trình lên men có thể được khởi động nhờ vào các vi sinh vật khác nhau, Vi khuẩn lactic sẽ lên men đường trong cải thảo và các nguyên liệu phụ khác rồi dần dần lấn áp các vi sinh vật yếm khí do sự tạo thành acid hữu cơ. Các nhân tố hóa học, vật lý và sinh học cũng có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng của các vi sinh vật và một phần sự lên men. Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình lên men sản xuất kim chi: các chủng vi sinh vật, nồng độ muối, carbohydrate, các thành phần khác như các chất ức chế, sự vắng mặt của oxy, pH và nhiệt độ lên men. Nồng độ muối, nhiệt độ và độ pH sẽ ảnh hưởng đến mức độ và sự lên men nhờ vi khuẩn lactic. Sẽ mất ít thời gian hơn để làm chín kim chi một cách tốt nhất khi nhiệt độ tăng và nồng độ muối giảm. Mục đích công nghệ : chế biến -Chế biến : chất lượng kim chi sẽ được quyết định bởi quá trình lên men cũng như các thông số tối ưu cho lên men. Lên men kim chi là một sự tác động lên tổng thể các nguyên liệu bằng nhiều yếu tố khác nhau để tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh gọi là kim chi. -Biến đổi : xem thêm phần 4 3. Các nhân tố ảnh hƣởng đến công nghệ chế biến sản xuất kim chi: 3.1 Ảnh hƣởng của vi sinh vật đến quá trình lên men: Trong suốt quá trình lên men kim chi các vi sinh vật phải chịu được nồng độ muối, acid, các điều kiện yếm khí và các hợp chất kháng khuẩn nội sinh trong nguyên liệu. Các vi sinh vật chính lên men kim chi là các vi khuẩn sinh acid lactic yếm khí tùy ý, vi hiếu khí và hiếu khí. Một số nhân tố như nồng độ muối, nhiệt độ, pH, mật độ vi sinh vật và sự tiếp xúc với không khí cũng điều khiển quá trình lên men kim chi. Quá trình ướp muối sẽ tách nước từ các nguyên liệu tươi nhờ hoạt tính thấm và ngăn chặn sự phát triển của các vi sinh vật không mong muốn có khả năng làm thối các thành phần nguyên liệu làm kim chi. Đồng thời môi trường có muối cũng đem đến những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn lactic. Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 24 Tổng số vi khuẩn có thể tồn tại cùng với nấm men và nấm mốc giảm đáng kể từ 11 đến 16 lần đối với vi khuẩn và từ 29 đến 87 lần đối với nấm men và nấm mốc tùy vào những loại cải thảo baechu khác nhau ngâm trong muối 10% trong 10 giờ. Ngược lại, vi khuẩn sinh lactic lại tăng lên 3 đến 4 lần, điều này chỉ ra rằng quá trình ngâm muối có thể loại bỏ vi khuẩn hiếu khí, nấm men và nấm mốc nhưng lại kích thích sự phát triển của vi khuẩn lactic có trong cải thảo. Một báo cáo cũng cho thấy số lượng vi khuẩn, nấm mốc và nấm men giảm xuống đến 45%, 58% và 40% tương ứng do quá trình ngâm muối và rửa nước, điều này cho thấy quá trình lên men chủ yếu được thực hiện nhờ vào vi khuẩn lactic trong cải thảo sau quá trình ngâm muối. Các vi sinh vật khác trong nguyên liệu phụ cũng góp phần vào quá trình lên men nhưng vi khuẩn lactic có vẻ như đóng vai trò chủ yếu. Để lên men kim chi đúng cách, chúng ta cần giữ được các điều kiện yếm khí để làm giảm sự phát triển các vi khuẩn hiếu khí và kích thích sự phát triển vi khuẩn lactic suốt quá trình lên men. Những bình bằng sành nung của Hàn Quốc là những thùng lên men hiệu quả nhằm cung cấp các điều kiện yếm khí tùy ý suốt quá trình lên men. Hình 1 chỉ ra những thay đổi vi sinh trong kim chi suốt quá trình lên men ở 2-7oC. Số vi khuẩn yếm khí, thường là vi khuẩn lactic, tăng lên, trong khi đó các vi khuẩn hiếu khí như các chủng Achromobacter, Flavobacterium và Pseudomonasthường giảm do thiếu không khí, do nồng độ muối và do các acid được hình thành suốt quá trình lên men. Mặc dù số lượng nấm men là thấp nhưng các chủng nấm men tạo màng sẽ tăng lên trong những giai đoạn sau của quá trình lên men. Nấm men phân lập từ kim chi gồm Saccharomyces, Tolulopsis, Debaryomyces, Pichia, Rhodotorula,Endomycopsis, Kluyveromyces, Cryptococcus, Trichospora và các chủng khác. Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 25 Quá trình lên men kim chi được khởi động bởi vi khuẩn Leu. mesenteroides(chủng Leuconostoc sp.), đây là một loại vi khuẩn lactic lên men dị hình và kỵ khí tùy ý, chúng chủ yếu sản sinh acid lactic, acid acetic, CO2 và ethanol như là những sản phẩm cuối. Khi pH giảm xuống đến khoảng 4,6-4,9 do sự tích lũy các acid hữu cơ, vi khuẩn Leu. Mesenteroides sẽ bị ức chế. Hình 2 cho thấy Treptococcus (St. faecalis) biểu hiện tương tự như Leuconostoc sp. nhưng ở số lượng thấp hơn. Quá trình lên men tiếp tục với các chủng lactic chịu acid hơn như Pediococcus cerevisiae, Lactobacillus brevis, Lac. fermentum,vàLac. Plantarum. Sự phát triển của mỗi chủng cũng dựa trên số lượng ban đầu của chúng hiện diện trong cải thảo và các nguyên liệu khác, cũng như dựa trên nồng độ muối và đường, sự thiếu hụt của oxy và nhiệt độ lên men như đã đề cập ở trên.Lac. Plantarum hiện diện với số lượng cao nhất sau quá trình khởi động lên men và chúng tạo ra tính acid cao nhất ở những giai đoạn sau, đặc biệt là ở nhiệt độ cao hơn.Người ta cũng cho rằng Lac. Plantarum chính là chủng vi sinh vật gây nên tính acid và làm giảm chất lượng kim chi. Hình 3: Những biến đổi của hệ vi sinh vật trong quá trình lên men sản xuất kim chi ở nhiệt độ 2-7oC Thời gian lên men (ngày) Số l ư ợ n g v i si n h vậ t Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 26 Sự hiện diện của nấm men ở giai đoạn sau của quá trình lên men kim chi có thể tạo ra các enzyme khác nhau làm mềm mô, bao gồm polygalacturonase thủy phân sợi pectin và hủy hoại các cấu trúc mô của cải thảo và củ cải, từ đó làm giảm chất lượng của kim chi. Cấu trúc sợi cải thảo baechu bị mềm hóa cũng là một vấn đề quan trọng do sự acid hóa kim chi quá mức suốt giai đoạn làm chín quá mức của quá trình lên men và quá trình bảo quản kim chi. Một số nghiên cứu cho thấy ở những nhiệt độ lên men khác nhau sẽ có sự thay đổi nồng độ vi khuẩn hiện diện. Cụ thể là Leu. mesenteroidesvàLeu. paramesenteroideschiếm mật độ cao (65,2%) ở nhiệt độ thấp 5 oC nhưng chỉ đạt 13,5% ở nhiệt độ 25oC. Các chủngLactobacillus, chủ yếu làLac. plantarum, sản sinh acid lactic ( vì là vi khuẩn lactic lên men đồng hình) và chiếm mật độ cao (59,7%) ở nhiệt độ cao 25oC nhưng giảm xuống còn 28% ở 5oC. Mật độ các chủng StreptococcusvàPediococcus thấp hơn so với mật độ của Leuconostoc vàLactobacillusvà sẽ bị giảm đáng kể ở nhiệt độ thấp hơn. Điều này chứng tỏ nhiệt độ lên men 5 o C sẽ tạo ra các điều kiện tốt hơn để sản xuất kim chi ngon hơn và kéo dài thời gian bảo quản nhờ sự phát triển của chủng Leuconostoc. Quá trình lên men kim chi trải qua nhiều pha rõ rệt dựa trên sự thay đổi pH và tính acid, nồng độ CO2 và nồng độ đường, tất cả các yếu tố này cũng phụ thuộc vào Số l ư ợ n g v i si n h vậ t Thời gian lên men (ngày) Hình 2: Những biến đổi của hệ vi khuẩn lactic trong quá trình lên men sản xuất kim chi ở nhiệt độ 5oC Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 27 nhiệt độ. Giai đoạn đầu tiên có sự giảm nhanh pH còn tính acid và nồng độ CO2 thì tăng lên. Những thay đổi này được kéo theo bởi sự giảm nồng độ đường sau pha lag (pha khởi động). Giai đoạn tiếp theo cho thấy pH ngày càng giảm dần, tính acid và nồng độ CO2 lại tiếp tục tăng thêm và sự giảm nhanh chóng nồng độ đường. Trong giai đoạn cuối của quá trình lên men, không có sự thay đổi hoặc thay đổi rất ít về pH, tính acid, nồng độ CO2và nồng độ đường bị giảm. pH và độ acid (chủ yếu là acid lactic) tối ưu để lên men kim chi tương ứng là 4,2-4,5 và 0,4-0,8%. Bằng việc kiểm soát các nhiệt độ lên men khác nhau, các nhà khoa học đã nghiên cứu về những thay đổi hóa học, mật độ vi khuẩn lactic và nấm men trong kim chi được sản xuất thương mại với quy mô lớn. Giá trị pH tối thích đối với kim chi vào khoảng 4,2, và giá trị này đạt được trong vòng 2 ngày ở nhiệt độ 25oC, 3 ngày ở 15oC và 23 ngày ở 5oC. Như đã chỉ ra ở hình 3, pH giảm đáng kể xuống 3,6 và cứ duy trì giá trị pH này ở 25oC. Tuy nhiên, tại nhiệt độ5oC, giá trị pH giảm chậm xuống 4,1 và cứ duy trì pH ấy ở 5oC. Ngược lại, tính acid tăng lên 0,9% ở 25oC sau 8 ngày, nhưng tăng lên 0,5% sau 44 ngày, và duy trì ở mức độ như vậy trong 80 ngày ở 5oC. Như vậy lên men ở nhiệt độ thấp (5oC) sẽ tạo ra các điều kiện tốt cho vi sinh vật, cho quá trình bảo quản và tạo hương vị tốt hơn. Hình 3: Sự thay đổi pH và tính acid trong quá trình lên men kim chi ở các nhiệt độ khác nhau Nồng độ muối cũng là một nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của hệ vi sinh vật suốt quá trình lên men. Thời gian lên men và kết thúc lên men được chỉ rõ ở Bảng 5(bên dưới). Đối với baechu kim chi, ở nồng độ muối 3,5%, quá trình lên men mất 1-2 ngày và ở nồng độ muối 5% mất 2 ngày tại nhiệt độ lên men là 30 oC. Trong khi đó, ở nhiệt độ 14oC, quá trình lên men cần 5-12 ngày với 3,5% muối và cần 10-18 ngày với 5,0% muối. Nếu ở nhiệt độ thấp mà nồng độ muối quá cao thì các vi khuẩn lactic đóng vai trò chính trong lên men sẽ không sinh trưởng được. Thời gian lên men (ngày) Thời gian lên men (ngày) T ín h a cid Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 28 Bảng 5: Thời gian cần thiết để lên men kim chi ở các nồng độ muối và nhiệt độ khác nhau (ngày) 3.2. Ảnh hƣởng của giống khởi động đến lên men kim chi: Nhằm điều chỉnh tốt hơn quá trình lên men kim chi, các nhà khoa học đã có những nỗ lực nghiên cứu sử dụng giống khởi động trong lên men kim chi. Lac. plantarum, Lac. brevis, Ped. cerevisiae, vàLeu. mesenteroidesphân lập từ kim chi được sử dụng làm giống khởi động. Sử dụng giống khởi động để lên men kim chi làm tăng tốc độ lên men so với mẫu kim chi đối chứng dù thời gian lên men đã được giảm 24 giờ tại nhiệt độ 25oC. Những nghiên cứu trên cũng cho thấy giá trị cảm quan cũng được nâng cao hơn so với kim chi không sử dụng giống khởi động gồm có mùi, vị và trên tất cả là khả năng được chấp nhận. Một số các nhà khoa học đã sử dụng 5 chủng vi khuẩn lactic có khả năng tồn tại và phát triển trong điều kiện lạnh phân lập từ kim chi để làm giống khởi động. Kim chi sử dụng giống khởi động cho thấy có sự giảm rõ rệt vi khuẩn gram (-) và coliform từ giai đoạn đầu, còn mẫu kim chi đối chứng cho thấy sự tăng lên chậm các loại vi khuẩn đó ở giai đoạn đầu và sau đó giảm rõ rệt sau 10 ngày ở nhiệt độ 8oC. Phải mất 10 ngày để làm chín kim chi đối với mẫu kim chi đối chứng, nhưng chỉ mất 4-6 ngày để đạt đến pha cân bằng đối với mẫu kim chi cho nhiễm Leuconostocvà 2 ngày đối với mẫu kim chi cho nhiễm Lactobacillus. Hơn nữa, việc sử dụng các giống khởi động sẽ không gây ra sự tích lũy acid quá cao. Tuy nhiên người ta thấy chất lượng kim chi nhiễm Leuconostoc tốt hơn với mẫu đối chứng còn mẫu kim chi nhiễm Lactobacillus thì không. Nước ozone hay khí ozone được chấp nhận sử dụng nhằm điều khiển vi sinh vật trong nguyên liệu. Việc xử lý bằng ozone có thể loại bỏ hơn 80% tổng vi khuẩn hiện diện trong các nguyên liệu sản xuất kim chi. Khi đã sử dụng cách xử lý trên thì Lac. acidophilus được sử dụng làm giống khởi động vì chúng có thể tồn tại trong ruột người và kim chi được xử lý ozone sử dụng giống khởi động này sẽ kích thích tạo ra vitamin B1 và vitamin C.Tuy nhiên Lac. acidophilus sinh ra các enzyme β- galactosidase và polygalacturonase làm thủy phân các polysaccharides trong thành tế bào cải thảo và từ đó làm mềm kim chi. 3.3. Ảnh hƣởng nồng độ muối và nhiệt độ: Về ảnh hưởng của muối và nhiệt độ lên quá trình lên men xin xem thêm phần 2.2.3 và 3.1. Tuy nhiên muối và nhiệt độ cũng liên quan mật thiết đến quá trình lưu Nhiệt độ Nồng độ muối Không chín Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 29 giũ và bảo quản kim chi, một giai đoạn hết sức quan trọng nhằm đạt được mục đích sử dụng chúng lâu dài. Việc giữ kim chi ở nhiệt độ thấp (làm đông nhẹ “mild freezing”) được xem là sự lựa chọn hiệu quả nhằm bảo quản kim chi trong một thời gian dài.Bảng 6 chỉ ra những biến đổi tính acid chung của kim chi khi được bảo quản ở nhiệt độ -5 đến 4oC. Kim chi bảo quản ở nhiệt độ -5 đến 0oC có tính acid giao động từ 0,57 đến 0,60% trong 3 tháng, còn ở nhiệt độ 4oC thì chỉ vào khoảng 20 ngày. Điều này cho thấy nhiệt độ tối ưu để bảo quản lạnh kim chi là 0oC. Kim chi theo truyền thống thường bắt đầu được làm vào đầu mùa Đông và được giữ trong các vại chôn dưới đất suốt mùa đông. Một trong những tính chất của kim chi kimjang là đạt độ chín (tức là lên men) ở nhiệt độ thấp, sử dụng chủng vi khuẩn ưa lạnh Leu. mesenteroides. Để đạt được hương vị kim chi truyền thống như mong muốn, lên men giảm nhiệt độ từng bậc đã được nghiên cứu. Ví dụ, sau khi lên men 48 giờ ở 20oC hoặc 72 giờ ở 15 o C với 0,5% acid thì nhiệt độ sẽ được giảm xuống đến 0oC. Vì vậy, hiện nay các hộ gia đình Hàn Quốc sử dụng loại tủ lạnh đặc biệt được thiết kế hệ thống điều chỉnh nhiệt độ thay cho các kĩ thuật truyền thống là chôn dưới đất. Ngoài ra còn có những cách khác để bảo quản kim chi, chẳng hạn như thanh trùng Pasteur, không hoặc có sử dụng chất bảo quản, đóng hộp, lọ, sử dụng chất thêm vào thực phẩm và bức xạ nhiệt. Quá trình xử lý nhiệt chủ yếu được thiết kế nhằm điều chỉnh Lactobacillus và các vi sinh vật khác đóng vai trò trong sự quá chín ở giai đoạn sau của lên men.Quá trình đóng hộp các sản phẩm thương mại kim chi cũng được phát triển hơn. Tuy nhiên kim chi sẽ không còn độ tươi giòn như ban đầu do đã trải qua xử lý nhiệt. Quá trình xử lý nhiệt kim chi chủ yếu là để loại bỏ các vi khuẩn Lactobacillus plantarum hayLactobacillus brevis sinh trưởng và phát triển trong lên men kim chi. Nồng độ muối cao cũng là một điều cần lưu ý nhằm bảo quản kim chi tốt hơn. Như đã đề cập ở trên, tốc độ lên men bị trì hoãn đáng kể nếu tăng nồng độ muối NaCl. Một nghiên cứu cho thấy khi nồng độ muối NaCl tăng lên thì nồng độ CO2 và giá trị pH giảm đáng kể. Các loại muối khác nhau cũng sẽ ảnh hưởng đến quá trình lên men; chẳng hạn như các loại muối được xử lý nhiệt ( muối guwoon, muối tre) cũng cho thấy làm chậm tốc độ lên men. Các nghiên cứu cho thấy các muối NaH2PO4, Na2HPO4, Na3PO4rút ngắn thời gian lên men. Các muối natri phosphate và natri citrate ức chế đáng kể quá trình lên men, trong khi đó muối kali phosphate lại ảnh hưởng rất ít. Vì vậy, sự điều chỉnh nhiệt độ và nồng độ muối (kể cả loại muối sử dụng) cũng như cáckĩ thuật phối trộn đều ảnh hưởng mạnh đến thời gian bảo quản kim chi. Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 30 3.4. Ảnh hƣởng của các nguyên liệu phụ: Các nguyên liệu phụ sử dụng trong chế biến sản xuất kim chi đã được chứng minh ức chế sự sinh trưởng của các vi sinh vật. Tỉ lệ tỏi (0-6%) có thể làm giảm số vi khuẩn hiếu khí nhưng làm tăng lượng vi khuẩn lactic trong 2 ngày (giai đoạn đầu lên men) ở nhiệt độ 21oC. Nếu thành phần làm kim chi có 2% tỏi thì có thể làm giảm đáng kể vi khuẩn hiếu khí từ 50 đến 1000 lần so với kim chi chỉ phối trộn 1% tỏi. Một báo cáo cho thấy 21 chủng vi khuẩn hiếu khí phân lập từ kim chi đã bị ức chế sinh trưởng khi có sự hiện diện của dịch tỏi tách chiết. Các vi khuẩn đó bao gồm 11 chủng Bacillus, 2 chủng Staphylococcus, 1 chủng Micrococcus, 1 chủng Flavobacterium, 2 chủng Enterobacteriaceaevà 4 chủng Vibrionaceae.Cả 21 chủng hiếu khí này không thể sống được trong môi trường dinh dưỡng lỏng chứa 4,5% tỏi ở nhiệt độ 30oC trong 24 giờ. Chỉ có một chủng duy nhất có thể tồn tài khi nồng độ tỏi là 2,8%. 9 chủng có thể tồn tại trong nồng độ 1% tỏi. Một nhóm các nhà khoa học cũng báo cáo rằng dịch tỏi tách chiết có khả năng ngăn cản sự sinh trưởng của vi khuẩn E. coli trong môi trường TBS (tryptic soy broth). Đồng thời họ còn kết luận rằng tỏi chính là gia vị chính có khả năng loại trừ các vi sinh vật không cần thiết cho kim chi gồm các vi khuẩn hiếu khí và E. coli. Hai nhà nghiên cứu Hàn Quốc là Lee và Kim cũng báo cáo rằng ớt, tỏi và gừng ( những nguyên liệu phụ quan trọng trong chế biến kim chi) cũng ức chế sự phát triển của vi khuẩn lactic ở giai đoạn đầu của quá trình lên men (ở nhiệt độ 25oC trong 2 ngày), nhưng sau đó tổng mức độ sinh trưởng của chúng lại tương tự hoặc cao hơn so với mẫu đối chứng. Mặt khác, sucrose, MSG (monnosodium glutamate), hàu tươi, tôm và cá cơm muối lên men thúc đẩy quá trình lên men. MSG làm giảm thời gian lên men do kích thích vi khuẩn lactic phát triển, nhưng giá trị pH thì thay đổi tương tự như mẫu đối chứng (nghĩa là pH vẫn ổn định). Tuy nhiên MSG ảnh hưởng đến sự ổn định của acid ascorbic, thiamine, và β-carotene. MSG khi thêm vào cũng sẽ cải tiến hương vị kim chi do sự hình thành acid glutamic làm giảm vị chua của kim chi. 3.5. Ảnh hƣởng của các chất bảo quản tự nhiên: Để phát triển một chất bảo quản tự nhiên nhằm kéo dài thời gian bảo quản kim chi, Moon và cộng sự năm 1995 đã sàng lọc 102 loại thực vật ăn được, 21 chất kháng khuẩn và các hợp chất khác có liên quan. Baical skullcapvà Assam indigo chọn từ 42 Đông dược đã cho thấy hiệu quả trong việc lưu giữ trang thái tươi ngon của kim chi. 32 loại thảo dược và gia vị, gồm bạc hà, quế, kinh giới, hoa houblon, hương thảo, xô thơm, cải ngựa và húng tây cũng cho thấy hoạt tính kháng khuẩn cao đối với các chủng vi sinh vật trong kim chi lên men. Trong số 28 loại trái cây, rau và các loại cây khác có liên quan được đem thí nghiệm, lá thông, quả hồng vàng và lá cây sồi cho thấy có hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn đáng kể. Nisin và caffeic acid làm chậm quá trình lên men một cách hiệu quả, nên có thể xem là các chất có thể dùng để bảo quản kim chi nhằm kéo dài thời gian sử dụng kim chi. Tuy nhiên, giá trị cảm quan cũng là một yếu tố cực kì quan trọng khi lựa chọncác chất bảo quản. Kim và Park năm 1995 đã nghiên cứu về hoạt tính kháng khuẩn trong 15 loại rau củ sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất kim chi. Dịch chiết tỏi tây cho thấy hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ đối với chủng Ped. cerevisiaevà Lac. plantarum-vi sinh vật được biết gây ra sự acid hóa kim chi suốt quá trình lên men. Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 31 Nhựa lá cây thông cho thấy cũng ức chế sự lên men, do lá thông đã kéo dài thời gian cần thiết cho lên men lên gấp đôi để đạt được pH 4,3. Tổng số vi khuẩn có thể tồn tại và số tế bào Lactobacillus giảm khi dịch chiết lá thông được bổ sung vào kim chi, chưa kể đến nhiệt độ lên men. Việc thêm trà xanh vào kim chi cũng kéo dài thời gian bảo quản kim chi do làm giảm tính acid, gồm acid lactic và acid acetic. Các nhà khoa học đã có những nghiên cứu hiệu quả bảo quản và chống sự biến đổi của lá trà xanh khi thêm vào kim chi baechu. Thời gian lên men kim chi có thêm lá trà xanh (green tea added kimchi, viết tắt là GK) lâu hơn so với mẫu kim chi đối chứng ( control kimchi, viết tắt là CK). Mặc dù pH và tính acid ban đầu của hai mẫu kim chi trên là tương tự nhau, nhưng thời gian để đạt đến độ chín tối thích (pH 4,3) thì có sự khác biệt. CK mất 6 ngày, trong khi GK2 (mẫu kim chi thêm 2% lá trà xanh) và GK4 (mẫu kim chi thêm 4% lá trà xanh) tương ứng mất 10 ngày và 14 ngày để lên men hoàn toàn kim chi ở 10oC. Theo đó, sự phát triển của chủng Leuconostocvà Lactobacillus cũng bị trì hoãn. Như đã chỉ ra ở hình 4, sự phát triển của Leuconostoc bị làm chậm đáng kể, nhưng nồng độ của chúng vẫn cao so với mẫu đối chứng. Trong khi đó số lượng Lactobacillus thì giảm khi thêm lá trà xanh; điều này cho thấy chủng Leuconostoc vượt trôi hơn so với Lactobacillus và tạo nên vị tốt hơn cho kim chi. Việc thêm 2% nhân sâm vào kim chi cũng nâng cao cả về chất lượng và thời gian sử dụng của kim chi. Kim chi được bổ sung thêm nhân sâm cho thấy tính chất hệ sợi mô tốt hơn, tăng giá trị cảm quan và ngăn cản sự trở mùi của kim chi. Ảnh hưởng của việc xử lý nhiệt ở nhiệt độ thấp và ảnh hưởng của tinh dầu mù tạc lên giá trị pH và tính acid của kim chi cũng đã được nghiên cứu. Tinh dầu mù tạc đã cho thấy hoạt tính kháng khuẩn đối với Lac. plantarum, Lac. brevis, Leu. mesenteroides, và Ped. cerevisiae. Nếu thêm 200 ppm tinh dầu mù tạc, 0,1% bột mù tạc và 0,01% H2O2 sẽ làm giảm quá trình lên men. Xử lý nhiệt với nhiệt độ thấp (50 oC) đối với cải thảo đã ướp muối và thêm 200 ppm tinh dầu mù tạc và 0,01% H2O2 vào thành phần gia vị đã kéo dài thời gian để đạt được độ chín tối ưu cho kim chi, gấp 4 Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 32 2,5 lần so với mẫu đối chứng. Nếu kết hợp tiền xử lý nhiệt ở nhiệt độ thấp (50oC trong 35 phút) cùng với việc bổ sung tinh dầu mù tạc và H2O2 vào thành phần tạo gia vị, sau đó hậu xử lý nhiệt cũng ở nhiệt độ thấp (65oC trong 20 phút) sẽ làm chậm tốc độ lên men đến 5 lần, so với mẫu đối chứng. Chitosan và oligochitosan cũng làm giảm quá trình lên men. Kết quả nghiên cứu cho thấy pH không giảm nhưng tính acid tổng số thì bị giảm đối với kim chi có bổ sung Chitosan. Tổng số các tế bào tồn tại của chủng Leuconostoc và chủng Plantarum trong kim chi có thêm chitosan thấp hơn so với mẫu đối chứng. Vị chua và chớm hỏng của kim chi cũng sẽ được làm giảm nếu bổ sung chitosan. Khi thêm 1% chitosan oligosaccharide vào kim chi, sự sinh trưởng và phát triển của vi khuản lactic sẽ bị ức chế cao, trong khi đó pH không giảm. Sự tăng acid tổng số cũng bị làm chậm đáng kể (hơn 2 lần) nếu lên men ở 15oC. Quan trọng hơn, hương vị của sản phẩm cuối cùng qua kiểm tra cảm quan cũng cho thấy tăng cao. Tiêu Trung Quốc cũng cho thấy tính kháng khuẩn giúp kéo dài thời gian sử dụng kim chi. Các nhà khoa học cũng đã chỉ ra tính ức chế của nisin (1 loại bacteriocin được sản xuất từ vi khuẩn Strep. lactis) trong lên men kim chi ở 15oC. Thêm nisin với nồng độ 100 IU/g cũng làm chậm lên men do thay đổi pH, tính acid tổng và số lượng vi khuẩn lactic. Dịch chiết từ lá cây tre cũng cho thấy tính kháng khuẩn cao đối với Brettanomyces custersii, Klebsiella oxytoca, vàPichia membranaefaciens, đây là những chủng vi sinh vật đóng vai trò làm mềm hệ sợi mô kim chi. Hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết lá tre cũng sẽ tăng lên 0,5% nếu ở pH 5 so với ở pH 7. Việc thêm lá tre vào kim chi dongchimi củ cải là truyền thống cổ xua nhằm kéo dài thời gian sử dụng kim chi đồng thời làm tăng thêm hương vị đặc trưng cho kim chi. 3.6 Ảnh hƣởng của nồng độ đƣờng: Kim và cộng sự (nguồn Selection scheme of radish varieties toimprove storage stabilities of fermented macerate radish cubes with special reference to sugarcontent. Korean J Food Sci Technol 21:100–108, 1989) đã nghiên cứu về nồng độ đường của củ cải để nâng cao khả năng bảo quản kim chi củ cải cắt khối nhỏ bằng việc điều chỉnh tính acid ở giai đoạn kết thúc quá trình lên men. Tính acid đạt được cuối quá trình lên men trực tiếp tỷ lệ với nồng độ đường trong củ cải với giá trị là 0,29x + 0,4428, trong đó x là nồng độ đường của củ cải. Những nhà khoa học này còn nghiên cứu mối quan hệ của nồng độ các chất hòa tan của cải thảo baechu và độ acid cuối cùng của kim chi. Kết quả cho thấy độ acid cuối cùng trong kim chi được nghiên cứu cũng tỷ lệ trực tiếp với nồng độ các chất hòa tan của cải thảo(x) với giá trị là 0,3x + 0,7799. Yu và cộng sự (nguồn HG Yu, KH Kim, S Yoon. Effects of fermentable sugaron storage stability and modelingprediction of shelf-life in kimchi. Korean J Food Sci Technol 24:107–110, 1992) cũng nghiên cứu về việc kéo dài thời gian sử dụng kim chi bằng việc giảm nồng độ đường ban đầu của kim chi. Theo đó, kim chi cải thảo baechu nếu làm giảm 80% lượng đường sẽ tăng thời gian bảo quản lên khoảng 30 ngày ở nhiệt độ 25oC với tính độ acid là 0,8%, tuy nhiên giá trị cảm quan bị giảm thấp. 4. Những biến đổi hóa sinh trong lên men kim chi: 4.1. Các hợp chất tạo hƣơng vị: a. Các acid hữu cơ: Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 33 Các acid hữu cơ sinh ra trong quá trình lên men kim chi tạo ra hương vị chính của kim chi. Như đã chỉ ra ở bảng 7, nồng độ acid lactic tăng, nhưng nồng độ acid hữu cơ khác thì cao ở giai đoạn đầu và giảm dần suốt quá trình lên men. Nồng độ acid lactic cao nhất trong kim chi có bổ sung ớt đỏ, theo sau là kim chi có thêm tỏi, điều này cho thấy các nguyên liệu phụ khi thêm vào cải thảo baechu sẽ kích thích sự sản sinh acid lactic. Nồng độ của acid lactic và acid succinic thì cao ở nhiệt độ thấp (6-7oC) và thấp hơn ở nhiệt độ cao (22-23oC). Acid acetic là acid hữu cơ yếu chính được sinh ra trong quá trình lên men. Kim chi có thêm tỏi sẽ sẽ sinh ra lượng acid acetic nhiều nhất. Tiếp đến là acid propionic, acid butyric, acid valeric, acid caproic và acid heptanoic. Vi khuẩn lactic lên men dị hình, chẳng hạn như Leuconostoc mesenteroides và Lactobacillus brevis, có thể sản sinh acid acetic. Điều này chứng tỏ tỏi có khả năng hỗ trợ sự phát triển của vi khuẩn lactic lên men dị hình. Nồng độ CO2 cũng cao trong kim chi thêm tỏi. Chyun and Rhee (nguồn Studies on the volatile fatty acids and carbon dioxide produced in differentkimchis. Korean J Food Sci Technol 8:90–94, 1976) báo cáo rằng nồng độ muối thấp và nhiệt độ thấp sẽ thúc đẩy sự sản sinh acid acetic. b. Các chất tạo hƣơng vị nhẹ khác: 40 chất tạo hương khác nhau đã được xác định trong kim chi, chủ yếu là ethanol, methyl allyl sulfide, acetic acid, dimethyl disulfide, camphene, 1- phellandrene, diallyl disulfide, methyl allyl trisulfide, v.v… Các hợp chất này tăng lên trong giai đoạn làm chín kim chi và sau đó giảm xuống. Nồng độ methyl allyl trisulfide sinh ra trong lên men tăng nhanh lên 30 lần, sau đó dần dần giảm xuống. Người ta thấy hợp chất này chính là chất tạo hương yếu chính trong kim chi lên men đạt. c. Nồng độ các amino acid: Các amino acid sin hra suốt quá trình lên men là những chất tạo vị khác trong kim chi. Acid glutamic, arginine, lysine, acid aspartic, và alanine là nững amino acid chính tìm thấy trong kim chi chín đạt. Amino acid bị ảnh hưởng chủ yếu bời các thành phần nguyên liệu. Tông số các amino acid tự do tăng cao nếu thêm nước cá cơm lên men. Nồng độ của lysine, acid aspartic, acid glutamic, valine, methionine, isoleucine, và leucine tăng đáng kể và đóng vai trò làm tăng hương vị cho kim chi. Một số các nhà khoa học còn chỉ ra rằng các nhà máy sản xuất kim chi thương mại đang sử dụng nước lên men cá cơm nhằm tạo ra các acid glutamic và các amino acid khác giúp tăng hương vị cho kim chi. 4.2 Vitamin: Kim chi được biết là một nguồn giàu các vitamin cho người an kiêng của Hàn Quốc. Các nguyên liệu sử dụng ban đầu trong lên men kim chi có sẵn hàm lượng vitamin cao, đồng thời một số cũng được tổng hợp trong quá trình lên men. Nồng độ các vitamin B1, B2, B12, và niacin đều tăng suốt quá trình lên men. Dù sử dụng hay không sử dụng giống khởi động thì hàm lượng vitamin vẫn tăng lên. Trong đó vitamin B1 tăng gấp đôi, B2 tăng gần 4 lần và B12 cũng như niacin cũng tăng. Kim chi chín (sau 2-3 tuần) thì đạt lượng vitamin cao nhất. Nồng độ carotene trong kim chi giảm dần suốt quá trình lên men (từ 49,5% xuống 27% sau 3 tuần). Nồng độ vitamin C cũng giảm nhẹ ở giai đoạn đầu cảu quá trình lên men nưng tăng lên trong giai đoạn kim chi chín, chứng tỏ vitamin C được tổng hợp trong quá trình lên men. 4.3 Sự acid hóa và sự lên men quá mức: Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 34 Những biến đổi hóa sinh khác nhau diễn ra trong suốt quá trình lên men cùng với sự hình thành hương vị và cấu trúc sợi. Lên men không mong muốn hay lên men quá mức sau khi kim chi chín sẽ làm giảm chất lượng kim chi, gây nên sự acid hóa và làm mềm mô cải. Vấn đề mô cải mềm liên quan đến sự phan giải pectin trong khối mô của bắp cải và củ cải. Polygalacturonase, một loại enzyme làm mềm mô, cho thấy hoạt tính cao hơn suốt giai đoạn cuối của quá trình lên men và được biết được sinh ra chủ yếu từ các vi khuẩn hiếu khí và các vi snh vật tạo màng bề mặt. Ngoài ra còn có sự biến đổi các hợp chất chlorophyll cũng như các chất khác trong quá trình lưu trữ kim chi sau lên men. 5. Một số thiết bị sử dụng trong sản xuất và bảo quản kim chi: Dưới đây giới thiệu một số thiết bị phục vụ cho quá trình chế biến cũng như sản xuất kim chi. Máy làm giập nguyên liệu như tỏi, hành, gừng và các nguyên liệu khác. Thiết bị rửa củ cải Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 35 Thiết bị cắt đôi bắp cải Thùng ngâm bắp cải Thiết bị cắt cải thảo Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 36 Thiết bị cắt rau quả đa chức năng Thiết bị rửa bỏ muối của bắp cải sau khi ngâm Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 37 Thiết bị phối trộn nguyên liệu Trong quy mô sản xuất tại gia đình, vật dụng không thể thiếu đó là các chậu, các thau to bằng nhựa, bằng nhôm, bằng gỗ…Chúng được dùng để đựng các loại rau, cải và giúp người ta trộn các nguyên liệu dễ dàng hơn để chuẩn bị cho việc lên men. Vật dụng không thể thiếu nửa là các chậu, các chum, vại…làm bằng đất nung. Các loại rau, cải sau khi trộn gia vị xong được cho vào các vại làm bằng đất nung và người ta bịt kín miệng vại lại. Để duy trì điều kiện yếm khí trong quá trình lên men, người ta còn sử dụng miếng đá lớn đặt phía trên rau, cải để làm áp lực lên chúng sẽ giúp chúng không lên men quá nhanh. Ngoài ra, người ta còn có thể dùng các thùng nhựa hặc bình thủy tinh kín hơi để lên men kim chi. Các chum, vại truyền thống dùng để lên men kim chi, các hộp và bình nhựa dùng lên men kim chi Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 38 Ở những vùng có khí hậu lạnh, nhất là những tháng mùa đông nhiệt độ xuống âm độ, để cho quá trình lên men được xảy ra người ta thường chôn các các chum, vại đựng kim chi xuống đất (80-90% chiều sâu của chum, vại) và người ta còn che phủ chúng bằng thảm rơm dày để bảo vệ khỏi ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp và khí lạnh. Các chum lƣu trữ kim chi đƣợc chôn trong lòng đất Ở những nơi có nhiệt độ cao, nhất là những tháng mùa hè, kim chi thường lên men nhanh và nhanh chua vì vậy không bảo quản và lưu trữ được lâu. Người ta đã thiết kế ra tủ lạnh chuyên dùng để kiêm soát nhiệt độ ủ kim chi cho các hộ gia đình. Điều này cho phép quá trình lên men được tốt hơn và giúp cho quá trình lưu trữ bằng cách cho phép một lập trình lên men ở nhiệt độ thấp cũng như đưa ra một nơi lưu trữ thuận tiện làm cho chất lượng kim chi tốt hơn. Tủ lạnh dùng để lƣu trữ kim chi Tủ lạnh kim chi được sử dụng rộng rãi tại Hàn Quốc ngày nay,nó giúp lên men kim chi tươi ở nhiệt độ thích hợp để các gia vị có thể xuyên qua hoàn toàn vào các thành Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 39 phần kim chi chính. Điều này không những giúp bảo quản được kim chi mà còn làm cho hương vị của nó không bị hư hỏng. Ở quy mô sản xuât công nghiệp, kim chi sau khi làm xong sẽ được đóng gói và hút chân không trong các túi hoặc các hộp bằng nhôm hoặc nhựa hoặc lọ thủy tinh để tiêu thụ trong nước hoặc xuất khẩu. Một số nhà nghiên cứu Hàn Quốc còn nghiên cứu bao bì đóng gói kim chi giúp cho việc vận chuyển và bảo quản được hiệu quả như dạng bao gói dưới đây. Hình bên gồm 4 phần chính: 1. Nắp (ghi các thông tin cần thiết như nhãn hiệu…) 2. Đế giữ cố định 3. Bao chứa đựng kim chi 4. Tay xách 6. Đôi điều về sản xuất kim chi thƣơng mại: Kim chi thương mại được bắt đầu sản xuất từ những năm 60 nhằm phục vụ cho quân đội Hàn Quốc khi họ ở Việt Nam. Việc sản xuất kim chi cho mục đích thương mại tăng đáng kể từ những năm 70. Kim chi là một trong những loại thực phẩm được lựa chọn Thế vận hôi Opympic Seoul 1988, Thế vận hội Olympic Barcelona 1992, Thế vận hội Olympic Atlanta 1996. Người Hàn Quốc tiêu thụ khoảng 1.526.000 tấn kim chi mỗi năm, trong đó 115.000 tấn (7,5%) được sản xuất trong năm 1992 bởi các nhà sản xuất kim chi thương thuong mại, tăng lên 408,000 tấn (27,1%) năm 1997, tức gấp gần bốn lần trong vòng 5 năm. Hầu hết các sản phẩm kim chi được bán trong thị trường nội địa được bao gói bằng các túi hay bịch plastic nhỏ, hoặc các hủ thủy tinh hay plastic. Các sản phẩm kim chi bao gồm 70% kim chi cải thảo baechu, 20% kim chi kaktugi củ cải cắt khối, và 10% các loại kim chi khác. Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 40 Nền công nghiệp sản xuất kim chi ở Hàn Quốc đã cho thấy sự phát triển hết sức nhanh chóng do nhu cầu của thị trường trong nước cũng như ngoài nước. Số lượng các nhà máy ngày càng tăng lên để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước cũng như xuất khẩu, tuy nhiên hầu hết đều là những doanh nghiệp sản xuất qui mô nhỏ. 7. Kết luận: Kim chi có thể nói là một loại thực phẩm truyền thống phổ biến nhất của Hàn Quốc qua một bề dày lịch sử của kim chi cũng như qua nhu cầu ngày càng cao của thị trường quốc tế. Về mặt dinh dưỡng, kim chi là một loại thực phẩm probiotic với vị đặc trưng hứa hẹn trong tương lai là một loại thực phẩm chức năng tuyệt vời. Để sản phẩm kim chi ngày càng có chất lượng tốt hơn, các nhà sản xuất phải chú ý nhiều hơn các nguyên liệu sử dụng. Các quá trình lên men kim chi cũng cần kỹ lưỡng và hoàn thiện hơn. Chẳng hạn như cần phải có quá trình ướp (ngâm) muối để hạn chế các vi khuẩn hiếu khí không cần thiết và các vi khuẩn gây bệnh cũng như nấm mốc, nấm men, nhưng đồng thời nó cũng kích thích sự phát triển của vi khuẩn lactic. Ngoài ra cần nghiên cứu nhiều hơn nữa nhằm tối ưu hóa thời gian bảo quản kim chi để tăng tính chức năng cũng như vị của kim chi. Đồng thời cũng nghiên cứu thêm các vật chứa đựng kim chi hiện đại và hiệu quả dựa theo cái chum chôn cất dưới đất-kiểu lên men truyền thống tạo điều kiện tốt nhất cho lên men chi nhằm lưu trữ trong khoảng thời gian dài. Sự phát triển các chất liệu và kĩ thuật đóng gói nhằm đảm bảo thời gian sử dụng ổn định là chìa khóa của sự thương mại hóa kim chi trên thị trường quốc tế. Để làm cho kim chi ngày càng lôi cuốn khách nước ngoài, nhiều loại kim chi khác nhau đã được phát triển cả về chất lượng và số lượng. Hiệu quả kháng ung thư, chống xơ vữa động mạch, điều chỉnh trọng lượng cơ thể, chống lão hóa cũng là những điều thú vị và cần những nghiên cứu tỉ mĩ và hệ thống hơn. Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 41 Mục lục: 1. Tổng quan 1.1. Kim chi là gì? 1.2. Lịch sử của kimchi 1.3. Phân loại kimchi 1.3.1 Phân loại kim chi theo thành phần nguyên liệu chính: 1.3.2. Phân loại kim chi theo mùa a. Mùa xuân và mùa hè b. Mùa thu c. Mùa đông d. Quanh năm 1.3.3. Phân loại kim chi theo vùng a. Miền bắc b. Miền Nam 1.4. Giá trị dinh dƣỡng của kim chi và tác dụng của chúng đối với sức khỏe con ngƣời 1.4.1 Thành phần dinh dƣỡng của kim chi 1.4.2 Ảnh hƣởng của kim chi đến sức khỏe con ngƣời a. Ảnh hƣởng tích cực b. Ảnh hƣởng tiêu cực 1.5. Nguyên liệu sản xuất kim chi 2. Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi 2.1. Quy trình chung 2.2 Giải thích quy trình công nghệ 2.2.1. Lựa chọn nguyên liệu chính a. Cải thảo b. Củ cải c. Dƣa chuột d. Cải bắp e. Ớt f. Hành lá 2.2.2. Cắt miếng 2.2.3. Ƣớp muối, rửa nƣớc lạnh và để ráo nƣớc 2.2.4 Nguyên liệu phụ và phối trộn 2.2.5. Lên men 3. Các nhân tố ảnh hƣởng đến công nghệ chế biến sản xuất kim chi 3.1 Ảnh hƣởng của vi sinh vật đến quá trình lên men 3.2. Ảnh hƣởng của giống khởi động đến lên men kim chi 3.3. Ảnh hƣởng nồng độ muối và nhiệt độ 3.4. Ảnh hƣởng của các nguyên liệu phụ Quy trình công nghệ chế biến và sản xuất kim chi Hàn Quốc Trang 42 3.5. Ảnh hƣởng của các chất bảo quản tự nhiên 3.6 Ảnh hƣởng của nồng độ đƣờng 4. Những biến đổi hóa sinh trong lên men kim chi 4.1. Các hợp chất tạo hƣơng vị a. Các acid hữu cơ b. Các chất tạo hƣơng vị nhẹ khác c. Nồng độ các amino acid 4.2 Vitamin 4.3 Sự acid hóa và sự lên men quá mức 5. Một số thiết bị sử dụng trong sản xuất và bảo quản kim chi 6. Đôi điều về sản xuất kim chi thƣơng mại 7. Kết luận Tài liệu tham khảo: 1. Handbook of Foodand Beverage FermentationTechnologyedited byY. H. HuiScience Technology SystemWest Sacramento, California, U.S.A.2004 2. Nguyễn Thị Trâm Anh, Nguyễn Thị Trúc Linh . Ứng dụng lên men lactic trong sản xuất kim chi, Trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, Khoa Công nghệ hóa học, Bộ môn Công nghệ sinh học. 3. 4. lich-su-va-cach-lam-kim-chi.html 5. antimutagenic-and-anticlastogenic-effects. 6. 7.