CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN VỀ GIẤM 1. Định nghĩa Năm 1987, Tổ chức Nông Lương Thế Giới đã đưa ra định nghĩa về giấm thông qua “Tiêu chuẩn về giấm cho khu vực Châu Âu” như sau: “Giấm (vinegar) là một dung dịch acid loãng mà con người có thể sử dụng được thông qua đường tiêu hóa. Giấm phải được sản xuất từ những nguyên liệu có nguồn gốc từ nông nghiệp chứa tinh bột và (hoặc) đường bằng hai quá trình lên men, đầu tiên là quá trình lên men chuyển đường thành rượu sau đó là lên men acetic chuyển rượu thành acid acetic – thành phần chủ yếu của giấm” (Brian J.
Đây là định nghĩa được sử dụng phổ biến nhất cho tới ngày nay. Thành phần hóa học của giấm Thành phần hóa học của giấm phụ thuộc chủ yếu vào nguyên liệu sản xuất giấm. Nguyên liệu sản xuất giấm khác nhau thì hàm lượng acid acetic và ethanol cũng khác nhau. Theo Paolo Giudici (2015), hàm lượng acid acetic và ethanol của 1 số loại giấm từ những nguyên liệu khác nhau là khác nhau (bảng 1.
1 do an Bảng 1.1- Hàm lượng acid acetic và ethanol của một số loại giấm từ những nguyên liệu khác nhau Vinegar Acid Ethanol (%w/v) (%v/v) Cider vinegar 3.13 Coconut water vinegar 8.67 Balsamic vinegar of Modena >6 < 1.5 Bên cạnh acid acetic (CH3COOH)và ethanol(C2H5OH), giấm còn chứa các sản phẩm thứ cấp, có vai trò trong việc tạo mùi vị như ethylacetate, aldehyt, ethylformate (Karel Kersters, 2006; Võ Thị Anh Thy, 2005),…Những thành phần này có nguồn gốc từ nguyên liệu hay được bổ sung trong khi lên men, tạo thành do vi khuẩn Acetic hoặc do mối tương tác giữa các sản phẩm tạo thành. Trong giấm còn có những hợp chất không giải thích được nguồn gốc. Phân loại giấm Giấm thường được phân loại bằng nguyên liệu và màu sắc. Theo Crisco Company, có nhiều loại giấm khác nhau giữa các quốc gia.
Dưới đây là một số loại giấm phổ biến nhất và đặc điểm của chúng (Crisco Company., 2005): 2 do an + Giấm balsamic có màu nâu với vị chua ngọt. Nó được làm từ giống nho trắng Trebbiano và ủ trong thùng gỗ. Một số giấm balsamic có độ tuổi hơn 100 năm tuổi. + Giấm mía được làm từ mía lên men và có vị ngọt rất nhẹ.
Nó thường được sử dụng trong nấu ăn ở Philippine. + Giấm táo được làm từ táo và sử dụng phổ biến nhất trong nấu ăn tại Hoa Kỳ. + Giấm dừa có hàm lượng acid thấp, với hương vị ẩm mốc và một dư vị độc đáo. Nó được sử dụng trong nhiều món ăn Thái.
+ Giấm mạch nha là loại giấm rất phổ biến ở Anh. Nó được làm từ lúa mạch lên men và có hương vị như là sồi hoặc bạch dương. + Giấm gạo đã được phát hiện bởi người Trung Quốc cách đây hơn 5. Có ba loại giấm gạo: đỏ (được sử dụng làm gia vị trong các món súp), trắng (được sử dụng chủ yếu trong các món ăn ngọt và chua), và màu đen (thường dùng để xào và ngâm thực phẩm).
+ Giấm rượu có thể được làm từ rượu trắng, đỏ, hoặc rượu vang hoa hồng…và được sử dụng nhiều nhất trong các món salad. Nguyên liệu sử dụng trong sản xuất giấm Nguyên liệu sử dụng trong sản xuất giấm lên men rất phong phú và đa dạng. Nguyên liệu sử dụng để lên men giấm có thể được chia thành ba nhóm: + Nguyên liệu ethanol trực tiếp: gồm ethanol và các hợp chất cung cấp nguồn nitơ, carbon, và các yếu tố sinh trưởng… + Nguyên liệu chứa đường: Đây là dạng nguyên liệu sử dụng phổ biến nhất. Với nguyên liệu chứa đường, quá trình lên men diễn ra theo hai giai đoạn: Giai đoạn rượu hóa: giai đoạn lên men rượu từ đường.
Giai đoạn giấm hóa: giai đoạn lên men acetic từ rượu (sử dụng vi khuẩn acetic). 3 do an + Nguyên liệu chứa tinh bột: Nếu nguyên liệu chứa tinh bột, cần thêm một giai đoạn là giai đoạn đường hóa, thủy phân tinh bột thành đường trước khi thực hiện quá trình rượu hóa. Bên cạnh phương pháp lên men, thời gian lên men (có hay không có giai đoạn ủ chín), nguyên liệu ban đầu để sản xuất giấm cũng là yếu tố quan trọng quyết định đến thành phần và hương vị của giấm thành phẩm. Nguồn nguyên liệu phụ thuộc vào các vùng khác nhau trên thế giới, điều kiện tự nhiên cũng như truyền thống lâu đời của các quốc gia như ở Châu Âu chủ yếu là rượu vang nho, giấm gạo phổ biến ở Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan…[30].
Các tiêu chuẩn về thực phẩm của giấm ăn Giấm ăn là loại thực phẩm không độc đối với người và không có vi sinh vật gây bệnh. Theo quy định 867/1998/QĐ-BYT của Bộ Y Tế, giấm ăn phải đáp ứng được các chỉ tiêu sau: Chỉ tiêu cảm quan: + Màu đặc trưng của nguyên liệu : trong suốt hoặc hơi đục (nếu nguyên liệu là tinh bột), màu trắng trong (dấm rượu, nước dừa,…) hoặc có màu vàng nhạt đến nâu (giấm bia, rượu vang, rỉ đường, trái cây…). + Mùi vị chua dịu, không có mùi vị lạ, đặc biệt không có mùi kim loại , có thể có mùi của nguyên liệu như rượu, bia, rỉ đường… Nếu giấm có nhiều mùi vị của nguyên liệu thì sự lên men chưa đạt, giấm chóng hỏng. Chỉ tiêu hóa lý: +Độ chua toàn phần từ 30-35g/l,độ chua của giấm đánh giá đúng bằng độ chua bay hơi.
+ Độ chua cố định 1-2g/l. Nếu độ chua cố định cao, có thể nghi ngờ là gian dối thêm các loại acid khác vào. + Không chứa acid vô cơ tự do. + Không chứa kim loại nặng.
4 do an + Không chứa phẩm màu, không chứa chất sát trùng. + Không chứa hơn 2% ethanol. Ứng dụng Trong hơn 2000 năm, giấm đã được sử dụng trong thực phẩm để tăng hương vị và bảo quản thực phẩm, ngoài ra chúng còn có tác dụng chữa lành vết thương, chống nhiễm khuẩn, làm sạch các bề mặt, và tiết chế bệnh tiểu đường… 1. Thuộc tính chống nhiễm trùng Giấm có tính chất kháng khuẩn và đã được các nhà khoa học nghiên cứu, chứng minh : + Hippocrates (460-377 trước Công nguyên; cha đẻ của y học hiện đại) đã sử dụng giấm để rửa sạch các vết lở loét hay pha trộn cùng mật ong để chữa bệnh ho… + Takano-Lee và cộng sự đã chứng minh rằng, trong 7 loại thuốc thử nghiệm thì giấm là hiệu quả nhất để loại bỏ chấy hoặc ức chế sự nở của trứng.
+ Giấm pha loãng (2% dung dịch acid acetic ở pH= 2) được sử dụng để điều trị các bệnh nhiễm trùng tai (viêm tai giữa chiếu sáng, viêm tai giữa,…) 1. Tác dụng vào quá trình chuyển hóa glucose, lipid, và trọng lượng cơ thể Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng giấm có thể giúp làm giảm đường huyết, tăng insulin, tăng lipid máu, và giảm béo phì. Tuy nhiên, các nghiên cứu khác đã cho thấy giấm thì không có lợi cho sự trao đổi chất. Một vài cơ chế đã được đề xuất để giải thích những chuyển hóa trên bao gồm cả hấp thụ qua đường ruột, ức chế sản xuất glucose ở gan, tăng việc sử dụng glucose, tạo thuận lợi cho sự tiết insulin, giảm lipogenesis, tăng lipolysis, tăng cảm giác no.Bảo quản thực phẩm +Bảo vệ các chất dinh dưỡng trong rau: Giấm có thể thúc đẩy tác dụng của sắt, canxi và phốt-pho trong các loại rau và hạn chế tình trạng mất vitamin.
Đồng thời, nó có thể cải thiện sự hấp thu các chất dinh dưỡng cho cơ thể con người. 5 do an + Giữ độ tươi của thịt: Giấm có tính acid nên có thể ngăn chặn các loại thực phẩm có tính kiềm bị hỏng. BẢN CHẤT CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN GIẤM Quá trình lên men giấm thực chất là quá trình “lên men” acetic hay chính xác hơn là quá trình oxy hóa không hoàn toàn(Hình 1. Phần lớn các vi sinh vật hiếu khí tiến hành oxy hóa chất dinh dưỡng hữu cơ thành CO2 và H2O, do carbon trong CO2 đạt tới mức oxy hóa cao nên người ta thường gọi quá trình này là quá trình oxy hóa hoàn toàn.
Một số vi sinh vật có khả năng oxy hóa cơ chất trong điều kiện hiếu khí nhưng sinh ra những sản phẩm chưa được oxy hóa hoàn toàn (như ketoacid, acid acetic, acid gluconic, acid fumaric, acid limonic…). Vì có tích lũy các sản phẩm giống quá trình lên men kỵ khí nên người ta còn gọi các quá trình này là lên mên. (Nguyễn Lân Dũng, 2002) Phương trình tổng quát sau của quá trình lên men acetic: C2H5OH + O2CH3COOH + H2O + 117 kcal (1.1) xảy ra trong tế bào vi khuẩn dưới tác dụng của các enzyme. Để phản ứng có thể xảy ra, C2H5OH và O2 phải được thẩm thấu vào trong tế bào.
Khi đó các enzyme oxy hóa có trong tế bào của vi khuẩn tham gia oxy hóa cồn tạo thành acid acetic và giải phóng năng lượng. Acid acetic được tạo thành khuếch tán ra ngoài và hòa tan vào môi trường. Trong điều kiện hiếu khí, vi khuẩn chủ yếu lên men sinh acid acetic. Ngược lai, trong điều kiện yếm khí, vi khuẩn acetic sử dụng năng lượng chủ yếu để phát triển sinh khối.
CH3COOH + 2O2CO2 + H2O (1.2) Phương trình (1.2) chính là sự “quá oxy hóa” rất có hại cho quá trình lên men giấm do nó làm giảm hàm lượng giấm cuối cùng. Chính vì thế, sau khi lên men, bao giờ người ta cũng để lại một lượng cồn khoảng 0,3 -0,5% để vi khuẩn có thể sử dụng cồn mà không sử dụng acid acetic như nguồn năng lượng. 6 do an Hình 1.1- Qúa trình oxy hóa ethanol bởi Acetobacter (Brian J., 1998) Ngoài khả năng oxy hóa cồn thành acid acetic, các vi khuẩn còn có khả năng tham gia chuyển hóa một loạt các loại rượu khác thành các acid tương ứng và các chất khác: chuyển hóa rượu propylic thành acid propionic, rượu butylic thành acid butylic, glycerin thành dioxyaceton, sorbitol thành sorbose, arabino thành acid arabanic,… và các quá trình chuyển hóa tạo các chất hương, vị đặc trưng cho sản phẩm giấm phụ thuộc vào thành phần của nguyên liệu ban đầu. là sơ đồ phác thảo toàn bộ quá trình sản xuất giấmtheo Brian J.
7 do an Hình 1.2- Sơ đồ phác thảo quá trình sản xuất giấm 1. VI SINH VẬT TRONG LÊN MEN GIẤM 1. Giới thiệu Vi khuẩn sinh acid acetic là những vi sinh vật Gram âm, hiếu khí bắt buộc, có hình que và rất phổ biến trong tự nhiên. Chúng sử dụng oxygen làm chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi hô hấp.
Vi khuẩn sinh acid acetic thường hiện diện trong những môi trường có đường, alcohol hay các môi trường acid hóa như trái cây, các loài hoa hoặc các sản phẩm lên men rượu.