Dung môi lên men có sự tham gia của nấm men và vi khuẩn của EH tại Đạm coffee, Buôn Ma Thuột.
Trong chế biến cà phê, quá trình lên men được chứng mình rằng sẽ giúp gia tăng chất lượng cho hương vị của ly cà phê thành phẩm, và để mẻ lên men thành công không thể thiếu chất xúc tác đó là con men, hay hệ vi sinh vật.
Vậy con men cụ thể hơn là gì chúng mình cùng tìm hiểu nhé!
Nhưng khoan đã, trước khi bắt đầu mình có một thử thách nho nhỏ, bạn hãy thử trả lời những câu hỏi sau đây, và đón xem kết quả ở cuối bài nhé!
Câu hỏi 1: Trong quá trình lên men, nấm men chuyển hóa đường thành gì?
A. Alcohol + nước
B. CO2 + nước
C. O2 + nước
D. CO2 + Alcohol
Câu hỏi 2: Trong quá trình lên men cà phê, nấm men có thể sản sinh ra acid lactic không?
Có / Không
Câu hỏi 3: Tại sao khi cà phê tươi hái về, sau vài tiếng ở bên ngoài trời sẽ có hiện tượng nóng lên?
Hãy giữ lại câu trả lời cho riêng mình, và bây giờ cùng vào bài nha:
Khi nhắc về con men trong lên men thực phẩm, thì ta không chỉ nhắc đến một mà là sự xuất hiện của cả hệ vi sinh vật có nấm men (yeast), vi khuẩn (bacteria) và nấm (fungi).
Hôm nay chúng ta tập trung vào hai tác nhân lớn trong lên men cà phê đó là nấm men và vi khuẩn, nấm men và vi khuẩn đều có vai trò khác nhau trong quá trình lên men.
Nếu soi trên kính hiển vi, sự khác biệt đáng kể nhất là kích thước của của nấm men ở mức 5×10 µm so với vi khuẩn ở mức 0,5 x 5 µm. Có nghĩa là nấm men sẽ lớn hơn vi khuẩn khá nhiều lần.
Hệ vi sinh vật trong bể lên men, dưới kính hiển vi thực hiện bởi Every Half tại HTX Minh Duy, Điện Biên.
NẤM MEN VÀ QUÁ TRÌNH LÊN MEN ETHANOL (yeast fermentation)
Trong quá trình lên men, nấm men ăn các loại đường đơn như fructose và glucose để tạo ra ethanol (alcohol) và carbon dioxide (co2). Các loại đường phức tạp hơn cần nhiều quá trình hơn để chuyển hóa thành đường đơn thành thức ăn cho nấm men.
Hệ vi sinh vật trong bể lên men, dưới kính hiển vi thực hiện bởi Every Half tại HTX Minh Duy, Điện Biên.
Trong nấm men, thường được chia làm hai nhóm chính:
Saccharomyces cerevisiae: là nấm men thông dụng nhất được sử dụng trong lên men cà phê, và cũng được sử dụng trong các thực phẩm khác như: rượu, bánh mì, bia. Ví dụ khác như Saccharomyces marxianus, S. bayanus, S. cerevisiae var. ellipsoideus, Saccharomyces pastorianus, Saccharomyces uvarum,…
Non-Saccharomyces: nấm men khác ngoài Saccharomyces cũng được sử dụng trong lên men như: Hanseniaspora, Lachancea, Metschnikowia, Pichia Torulaspora, …
Mẻ lên men cùng non-saccharomyces thử nghiệm của Every Half tại Đạm coffee, Buôn Ma Thuột.
Công thức lên men cùng nấm men được thể hiện đơn giản như sau:
Vai trò của nấm men trong lên men cà phê:
Các nấm men tham gia vào quá trình lên men cà phê, được chứng minh rằng mang lại nhiều hương vị phức tạp cho cà phê bởi các hợp chất chuyển hóa sau lên men (2nd metabolites). Các chất chuyển hóa trong lên men cũng như các hợp chất dễ bay hơi có thể thẩm thấu vào nhân cà phê, góp phần tạo nên hương thơm và hương vị cho ly cà phê thành phẩm. Để cà phê nhân lưu giữ được nhiều hương vị là thành phẩm của quá trình lên men hơn. Tụi mình chia sẻ “tips” nhỏ:
Áp suất của bể lên men.
Độ đậm đặc của dung môi.
Lợi dụng sự giãn sợ của kết cấu sợi thực vật của hạt nhân (thermal shock)
Các yếu tố trên đều giúp sự thẩm thấu vào hạt nhân tốt hơn nhờ vào nguyên lý sự chênh lệch áp suất cao, thấp.
Nấm men cũng góp phần sản xuất enzym, nhằm phá vỡ các loại đường phức tạp, tinh bột để tạo thêm đường đơn trong quá trình lên men. Ngoài ra Ethanol sản sinh trong quá trình lên men bởi nấm men còn có khả năng kháng khuẩn, giúp bể lên men có khả năng giảm sự thâm nhập hay phát triển của những vi sinh vật có hại. Lợi ích của Ethanol sinh ra từ nấm men sẽ được làm rõ hơn qua phần vi khuẩn tiếp theo nhé!
VI KHUẨN VÀ LÊN MEN LACTIC
Khi nhắc về vi khuẩn trong lên men, hay lên men lactic ta thường gọi chung là nhóm Lactic Acid bacteria (LAB). LAB là nhóm vi khuẩn chuyển hóa đường thành acid lactic trong quá trình lên men yếm khí (anaerobic). Lactobacteria (LAB) là vi khuẩn kỵ khí bắt buộc, có nghĩa là chúng chỉ có thể sống trong điều kiện không có oxy. Các chi Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Lactococcus và Streptococcus cũng thuộc nhóm này.
Tại quá trình này, đường lactose sẽ được chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật nhờ các cơ chế chuyên biệt. Sau đó, chúng sẽ được phân hủy và chuyển hóa thành các acid.
Những vi khuẩn này cũng tham gia vào quá trình lên men của sữa, rau, các loại đậu và ngũ cốc và cà phê. Tạo ra các thực phẩm lên men bao gồm sữa chua, phô mai, dưa cải, kim chi, nước tương, bánh mì chua, rượu, …
Trong những thực phẩm này, quá trình lên men acid lactic không chỉ ảnh hưởng đến việc gia tăng thời hạn sử dụng thực phẩm mà còn ảnh hưởng đến hương vị đặc trưng.
Vai trò của LAB trong lên men cà phê:
Trong quá trình lên men cà phê, Lactic acid bacteria tạo acid lactic góp phần vào vị chua nhẹ nhàng, thể trạng tốt và ngọt hơn cũng như tạo ra những phụ phẩm “2nd metabolies” như esters, ketones, alcohols, aldehydes góp phần tạo ra hương vị như hương hoa, trái cây và cảm giác miệng tốt hơn cho cà phê.
Đến đây bạn có thể hiểu, để một mẫu cà phê càng phức tạp hơn về hương vị, về trải nghiệm khi uống thì càng cần nhiều đóng góp của hệ vi sinh vật trong quá trình lên men. Cả nấm men lẫn vi khuẩn, vì mỗi con men đều mang đến một trải nghiệm tốt khác nhau.
Trong lên men tự nhiên đều luôn có sự góp phần từ nấm men, vi khuẩn và kể cả nấm gọi chung là hệ vi sinh vật. Hệ vi sinh vật này luôn có cơ chế để không bị hư hỏng, vậy cơ chế tự nhiên của hệ vi sinh vật này là như thế nào?
Hệ si vinh vật này nếu được lên men trong môi trường yếm khí sẽ tạo nên cơ chế nhằm hạn chế sự phát triển của các vi sinh vật có hại như biểu đồ bên cạnh:
Nấm men và vi khuẩn axit lactic (LAB) là cộng đồng vi sinh vật chiếm ưu thế trong đó nấm men và vi khuẩn LAB tham gia vào giai đoạn lên men kỵ khí; nấm men chuyển hóa đường thành rượu, trong khi vi khuẩn LAB chuyển hóa đường và rượu thành acid lactic.
Nấm men ăn các loại đường như fructose và glucose để tạo ra ethanol và carbon dioxide. Ethanol (tức là rượu) độc hại đối với nhiều vi khuẩn độc hại, nhưng vi khuẩn LAB không bị ảnh hưởng bởi ethanol - một số thậm chí còn tồn tại tốt hơn nấm men ở nồng độ ethanol cao. Đồng nghĩa nấm men và vi khuẩn LAB sẽ cùng phát triển để tạo hương vị đồng thời chống lại các vi sinh vật có hại trong điều kiện phù hợp.
VẬY, LIỆU NẤM MEN VÀ VI KHUẨN CÓ CẠNH TRANH NHAU TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN?
Thực tế, điều kiện lên men của nấm men và vi khuẩn LAB sẽ có khác nhau. Khi nấm men sẽ sinh sôi và phát triển mạnh ở giai đoạn đầu của quá trình lên men thì vi khuẩn LAB sẽ phát triển mạnh ở giữa và cuối quá trình lên men.
Độ pH: Nấm men sẽ ưa thích dung môi có pH trung bình cho đến kiềm, còn vi khuẩn sẽ hoạt động tốt ở môi trường pH thấp, acid hơn.
Nhiệt độ: nấm men sẽ hoạt động mạnh mẽ ở nhiệt độ cao hơn và ngược lại, vi khuẩn LAB sẽ hoạt động tốt ở nhiệt độ thấp hơn.
Môi trường nhiều ethanol do nấm men sản sinh, cũng gây giảm khả năng hoạt động của nấm men, trong khi vi khuẩn LAB vẫn hoạt động tốt dưới môi trường có ethanol này
Khi khoa học cũng như kiến thức ngày càng phát triển, hệ vi sinh vật ngày càng được kiểm soát tốt hơn nhằm mục đích đạt được kết quả thành phẩm cuối cùng theo ý muốn cũng như là hạn chế những rủi ro do quá trình lên men diễn.
Các con nấm men cũng như vi khuẩn LAB được chứng minh mang theo khả năng sản sinh ra nhiều hương vị tốt được phân lập cấy vào các mẻ lên men có chủ đích để hỗ trợ cho quá trình lên men cũng như gia tăng chất lượng sản phẩm cho nông hộ!
Nấm men và vi sinh vật có thể đồng hành tốt trong cùng một mẻ lên men, việc của chúng ta là tạo môi trường tốt cho bể lên men được hoạt động.
Mơ ước về những mẻ cà phê Việt Nam vừa mang hương vị trái cây, của hoa mà còn thêm vị chua phong phú và phức tạp. Lên men là một trong những bước đi cần có.Chúc các bạn có những mẻ lên men tốt!
Và cùng đón chờ phần 2 của tụi mình, về cách bảo quản và tiết kiệm chi phí cho bể lên men!
Đáp án cho 3 câu hỏi ở đầu bài:
Câu hỏi 1: Trong quá trình lên men, nấm men chuyển hóa đường thành gì?
D. CO2 + Alcohol
Câu hỏi 2: Trong quá trình lên men cà phê, nấm men có thể sản sinh ra acid lactic không?
Không. Acid lactic được tạo ra trong quá trình lên men bởi nhóm vi khuẩn Lactic acid Bacteria
Câu hỏi 3: Tại sao khi cà phê tươi hái về, sau vài tiếng ở bên ngoài trời sẽ có hiện tượng nóng lên?
Lượng đường tự nhiên trong trái cà phê bắt đầu lên men hiếu khí theo phương trình đơn giản:Đường + Nấm men + Oxy = Co2 + alcohol + năng lượng (nóng).
Hình ảnh và thông tin có tham khảo từ các nguồn:
https://www.thisblogsneat.com/blog-all/yeast-vs-bacteria-visual https://www.fantine.io/2022/lactic-acid-fermentation-coffee-101/ https://www.thisblogsneat.com/blog-all/yeast-vs-bacteria-visual https://www.intechopen.com/chapters/48827# https://perfectdailygrind.com/2022/11/controlled-fermentation-coffee-flavour-and-quality/
https://asm.org/press-releases/2019/february/microbes-help-make-the-coffee#:~:text=%22We%20were%20aware%20of%20many,most%20bacteria%20influence%20this%20process.
https://www.fantine.io/2022/lactic-acid-fermentation-coffee-101/#:~:text=During%20lactic%20acid%20fermentation%2C%20LAB,as%20the%20“umami”%20flavor.
Comments