Lên men: Khám phá nguồn gốc, quy trình & phương pháp

Để tìm hiểu chi tiết về phương pháp và quy trình lên men, hãy tham khảo bài viết “Lên men là gì? Quy trình và các phương pháp lên men”.

Khám phá bí mật lên men: Từ cơ chế hoạt động đến các phương pháp phổ biến. Cùng tìm hiểu về quá trình lên men, những bí mật đằng sau nó và cách ứng dụng trong cuộc sống.

Lên men là quá trình chuyển hóa sinh học, được thực hiện bởi vi sinh vật, biến đổi các hợp chất hữu cơ thành các sản phẩm mới. Có nhiều phương pháp lên men phổ biến, chẳng hạn như lên men rượu, lên men lactic, lên men giấm,… Hãy cùng khám phá thêm về bí mật của quá trình lên men!

1Tìm hiểu về lên men

Lên men là gì?

Lên men, bắt nguồn từ tiếng La Tinh “fervere” nghĩa là “làm chín”, là quá trình nuôi cấy sinh vật nhằm tạo ra sinh khối hoặc thúc đẩy chúng sản xuất các sản phẩm trao đổi chất.

Sự chuyển hóa đường thành axit, khí hoặc rượu diễn ra nhanh chóng hơn.

Lên men là phương pháp quan trọng trong nuôi cấy vi sinh vật, giúp tăng sinh khối, sản xuất các chất hữu ích cho con người, từ đó thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp sinh học.

Lịch sử và nguồn gốc của quá trình lên men

Lịch sử lên men bắt đầu từ 7.000 năm trước Công nguyên, khi dấu vết rượu được tìm thấy trong các bình gốm. Đến năm 200 trước Công nguyên, con người đã khám phá ra nhiều phương pháp lên men khác như muối rau, làm phô mai, mở ra một kỷ nguyên ẩm thực mới.

Đầu thế kỷ 19, nhà khoa học Theodor Schwann đã khám phá ra sự sinh sản của sinh vật đơn bào. Phát hiện này góp phần lý giải quá trình lên men, vốn được biết đến từ lâu thông qua việc sử dụng đường để tạo ra rượu.

Năm 1853, Louis Pasteur đã nổi tiếng với công trình nghiên cứu đột phá về lên men vi sinh vật và thanh trùng. Ông là người đầu tiên hiểu rõ các nguyên tắc của quá trình này, đặt nền móng cho ngành vi sinh vật học hiện đại.

Sự phát triển của công nghệ sinh học từ thập niên 60 thế kỷ 20 đã góp phần làm tăng sự đa dạng của các chủng vi sinh vật và phong phú hóa các sản phẩm lên men.

Quy trình lên men

Nuôi cấy chủng vi sinh vật

Nuôi cấy chủng vi sinh vật là quá trình phân lập và tạo dòng để tạo nguồn năng lượng cho quá trình lên men, đảm bảo hiệu quả sản xuất.

Tạo môi trường dinh dưỡng

Hiểu rõ nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật là chìa khóa để tạo môi trường nuôi cấy phù hợp. Bước này đảm bảo cung cấp nguồn dinh dưỡng tối ưu, hỗ trợ vi sinh vật phát triển mạnh mẽ.

Thanh trùng

Thanh trùng là quá trình loại bỏ vi sinh vật có hại trong môi trường, tạo điều kiện tối ưu cho sự phát triển của vi sinh vật có lợi.

Lên men

Quá trình nuôi ủ giống trong môi trường được kiểm soát chặt chẽ về pH, nhiệt độ, độ ẩm, thời gian và hàm lượng oxy cho phép vi sinh vật phát triển tối ưu. Trong môi trường này, vi sinh vật trao đổi chất, sinh trưởng về số lượng và kích thước, đồng thời tạo ra các sản phẩm trao đổi chất cần thiết.

Thu sản phẩm

Sản phẩm thu được từ men là các dịch tiết trao đổi chất hoặc là sinh khối của vi sinh vật.

Men khử phế phẩm không tạo ra sản phẩm lên men mà chỉ nhằm loại bỏ các chất thải, góp phần cải thiện môi trường.

2Lợi ích của việc lên men thức ăn là gì?

Lactobacillus, vi khuẩn ưa môi trường thiếu oxy, giúp ức chế vi sinh vật gây hỏng thức ăn, bảo quản và tăng hương vị cho món ăn. Quá trình lên men tạo ra các thực phẩm bổ sung lợi khuẩn cho đường ruột, góp phần nâng cao sức khỏe tiêu hóa.

Các sản phẩm lên men phổ biến gồm: rượu, bia, phô mai, khí hydro và xử lý nước thải.

3Thực phẩm lên men: Bí mật cho sức khỏe bền vững

Thực phẩm lên men là nguồn dinh dưỡng tuyệt vời cho sức khỏe, dễ dàng bổ sung vào chế độ ăn uống hàng ngày. Hãy khám phá một số loại thực phẩm lên men tốt cho bạn:

• Giấm táo
• Rau muối
• Dưa bắp cải muối
• Sữa chua
• Nấm sữa kefir
• Kim chi (Hàn Quốc)
• Tempeh

4Khám phá các kỹ thuật lên men phổ biến

Lên men ethanol

Lên men yếm khí là quá trình chuyển hóa đường thành ethanol và cacbonic trong tế bào chất của nấm men.

Lên men là quá trình tạo ra thức uống có cồn và bánh mì, nhưng cũng sinh ra pectin, một chất có thể gây hại cho sức khỏe nếu tiêu thụ quá nhiều.

Lên men propionic

Lên men propionic là quá trình chuyển đổi axit lactic và muối lactat thành axit propionic nhờ hoạt động của vi sinh vật. Quá trình này cũng tạo ra các sản phẩm phụ như axit axetic, cacbonic và nước.

• Bacterium acidipropionic* thực hiện.

Axit propionic, một chất lỏng có mùi hăng, đóng vai trò quan trọng trong sản xuất, vừa là chất bảo quản, vừa góp phần tạo hương vị cho sản phẩm. Quá trình lên men propionic, ngoài việc sản xuất axit propionic, còn được ứng dụng để tạo ra vitamin B12, một chất dinh dưỡng thiết yếu.

Lên men lactic

Quá trình lên men lactic là sự chuyển hóa carbohydrate thành axit lactic bởi vi khuẩn lactic. Đường lactose được đưa vào tế bào vi khuẩn qua các cơ chế chuyên biệt, nơi nó được chuyển hóa thành axit lactic.

Sau đó, chúng sẽ bị phân hủy và chuyển hóa thành axit, tạo điều kiện cho quá trình lên men lactic diễn ra. Ứng dụng của lên men lactic phổ biến trong sản xuất sữa chua, phô mai, bơ,…

Lên men lactic có hai dạng chính là đồng hình và dị hình, cả hai đều diễn ra trong điều kiện thiếu oxy.

5Ứng dụng lên men

Lên men là quá trình hữu ích, được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, mang lại nhiều lợi ích thiết thực.

Công nghiệp thực phẩm: Từ nông trại đến bàn ăn.

Lên men là phương pháp truyền thống, phổ biến, được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm quen thuộc như sữa chua, phô mai, rượu, góp phần tạo nên hương vị và kết cấu đặc trưng cho chúng.

Lên men không chỉ giúp tạo ra những món ăn hấp dẫn, bổ dưỡng và đẹp mắt, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản thực phẩm. Quá trình này sản sinh probiotics có lợi cho hệ tiêu hóa, tăng cường sức đề kháng và bảo vệ cơ thể khỏi tác động tiêu cực của vi khuẩn.

Ở phòng thí nghiệm

Lên men là phương pháp hữu hiệu để đánh giá chất lượng vi sinh vật, giúp xác định khả năng lên men của chúng. Quá trình này gồm các bước chính: nuôi cấy vi sinh vật, tạo môi trường dinh dưỡng, thanh trùng, lên men và thu sản phẩm.

Sản phẩm thu được từ men là dịch tiết trao đổi chất hoặc sinh khối của vi sinh vật.

Quá trình lên men khử phế phẩm không tạo ra sản phẩm mới mà chỉ nhằm mục đích loại bỏ các chất thải, góp phần nâng cao hiệu quả xử lý chất thải hữu cơ.

Bảo vệ môi trường là trách nhiệm của mỗi người, góp phần xây dựng một hành tinh xanh, sạch, đẹp.

Ứng dụng lên men trong xử lý nước thải mang lại lợi ích to lớn cho việc bảo vệ môi trường, góp phần làm sạch nguồn nước và giảm thiểu ô nhiễm.

6Ưu, nhược điểm của lên men

Sản phẩm lên men mang đến nhiều lợi ích cho sức khỏe, từ việc cải thiện tiêu hóa đến tăng cường hệ miễn dịch.

Hỗ trợ đường tiêu hóa

Probiotic và vi khuẩn có lợi trong đường ruột là những “chiến binh” nhỏ bé, giúp phân hủy thức ăn, tiêu diệt vi khuẩn gây hại, đồng thời hỗ trợ hệ tiêu hóa hoạt động hiệu quả, mang đến sức khỏe tiêu hóa tốt hơn.

Tăng cường hệ miễn dịch

Thực phẩm lên men chứa vi khuẩn lactic là “liên minh” vững chắc cho sức khỏe của bạn. Chúng không chỉ tiêu diệt vi khuẩn có hại, tăng cường hệ miễn dịch mà còn bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh viêm nhiễm thông thường, giúp bạn khỏe mạnh và tràn đầy năng lượng.

Sản sinh enzim thiết yếu

Thực phẩm lên men không chỉ giàu enzym giúp tiêu hóa hiệu quả, rút ngắn thời gian tiêu thụ thức ăn, mà còn là nguồn bổ sung vitamin tự nhiên, thúc đẩy sức khỏe.

Tuy nhiên, sản phẩm lên men cũng có thể gây ra một số tác hại nhất định.

Tăng nguy cơ mắc bệnh ung thư

Dưa muối, một thực phẩm lên men điển hình, chứa hàm lượng muối cao, có thể tạo điều kiện cho nitric tác động đến thực phẩm, tiềm ẩn nguy cơ gây ung thư. Ngoài ra, lượng muối dư thừa trong dưa muối có thể gây hại cho người mắc bệnh tim mạch và cao huyết áp.

Nạp quá nhiều muối vào cơ thể

Dùng nhiều muối chua có thể dẫn đến nguy cơ tăng huyết áp, đột quỵ và đau tim do hàm lượng muối cao trong sản phẩm.

Chúng tôi đã gửi đến bạn những thông tin hữu ích về chủ đề lên men. Nếu bạn vẫn còn thắc mắc, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu thêm nhé!