nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến một số đặc tính chất lượng của nước mắm trong quá trình bảo quản

Chính vì thế tôi được Khoa Công Nghệ Chế Biến Thủy Sản giao cho đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến một số đặc tính chất lượng của nước mắm trong quá trìn

LỜI CÁM ƠN

Trong thời gian thực hiện đề tài tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, động viên của mọi người Để đạt được kết quả như ngày hôm nay, tôi xin gửi lời cảm

ơn chân thành tới:

 Bộ môn công nghệ chế biến, khoa chế biến đã tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện đề tài tốt nghiệp này

 Tất cả các thầy cô đã dạy dỗ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường Đại Học Nha Trang

 Các cán bộ phòng thí nghiệm đã giúp đỡ tôi về cơ sở vật chất để tiến hành thí nghiệm

 Thầy giáo Nguyễn Anh Tuấn đã tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian vừa qua

 Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn đặc biệt tới thầy giáo Nguyễn Xuân Duy đã tận tình giúp đỡ tôi, gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ tôi trong thời gian vừa qua

Xin chân thành cám ơn!

Nha Trang, ngày 10 tháng 7 năm 2011

Sinh viên thực tập

Nguyễn Thị Hòa

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Đặt vấn đề 2

1 Mục tiêu nghiên cứu .2

2 Nội dung nghiên cứu .3

Chương 1: TỔNG QUAN 4

1.1.Tổng quan về nước mắm 4

1.1.1 Qúa trình phát triển của nước mắm .4

1.1.2 Nguyên lý chế biến nước mắm .5

1.1.2.1 Cơ chế của quá trình hình thành nước mắm .5

1.1.2.2 Cơ chế phân giải của enzyme .5

1.1.2.3 Các hệ enzyme tham gia phân giải 6

1.1.2.4 Sự tham gia của vi sinh vật 8

1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến nước mắm 9

1.1.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ 9

1.1.3.2 Ảnh hưởng của pH 9

1.1.3.3 Ảnh hưởng của lượng muối 10

1.1.3.4 Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc 11

1.1.3.5 Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu 11

1.1.4 Những biến đổi của nước mắm trong quá trình sản xuất và bảo quản 12

1.1.5 Chất lượng của nước mắm( TCVN 5107-2003) 13

1.1.6 Các phương pháp chế biến nước mắm 15

1.1.6.1 Phương pháp chế biến chượp cổ truyền 15

1.1.6.2 Phương pháp chế biến hỗn hợp 17

1.1.6.3 Phương pháp chế biến chượp bằng hóa học và vi sinh vật 17

1.1.7 Thành phần hóa học của nước mắm 17

Trang

1.1.8 Sử dụng phụ gia trong chế biến nước mắm 19

1.1.9 Thị trường tiêu thụ nước mắm 20

1.2 Phản ứng sẫm màu trong nước mắm .21

1.2.1 Cơ chế .21

1.2.2.1 Giai đoạn đầu của phản ứng tạo melanoidin 22

1.2.2.2 Giai đoạn trung gian của phản ứng 23

1.2.2.3 Giai đoạn cuối cùng của phản ứng tạo melanoidin 29

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng xẫm màu 31

1.2.2.1 Ảnh hưởng của axit amin và đường 31

1.2.2.2 Ảnh hưởng của nước 32

1.2.2.3.Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH môi trường 33

1.2.2.3 Ảnh hưởng của chất kìm hãm 33

Chương 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 Nguyên vật liệu 34

2.1.1 Nước mắm 34

2.1.2 Hóa chất và phụ gia 34

2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 34

2.3 Phương pháp phân tích 37

2.3.1 Phương pháp đánh giá cảm quan 37

2.3.2 Xác định màu sắc 39

2.2.3 Xác định độ sẫm màu 39

2.2.4 Xác định pH .39

2.3.5 Xác định tỷ trọng 39

2.3.6 Xác định khả năng khử gốc tự do DPPH 40

2.3.7 Xử lý số liệu thống kê 40

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41

3.1 Sự thay đổi chất lượng cảm quan trong quá trình bảo quản 41

3.1.1 Sự thay đổi điểm cảm quan màu sắc theo thời gian bảo quản 41

3.1.2 Sự thay đổi điểm cảm quan vị theo thời gian bảo quản 42

3.1.3 Sự thay đổi điểm cảm quan mùi theo thời gian bảo quản 44

3.1.4 Sự thay đổi điểm cảm quan độ trong theo thời gian bảo quản 45

3.1.5 Sự thay đổi điểm cảm quan tổng theo thời gian bảo quản 46

3.2 Sự thay đổi các thông số màu sắc (L*, a*, b*) của nước mắm trong thời gian bảo quản 47

3.3 Sự thay đổi mức độ sẫm màu của nước mắm theo thời gian bảo quản 51

3.4 Sự thay đổi giá trị pH của nước mắm theo thời gian bảo quản .54

3.5 Ảnh hưởng của phụ gia đến tỷ trọng của nước mắm 55

3.6 Sự thay đổi khả năng chống oxy hóa của nước mắm theo thời gian bảo quản 56

Chương 4: KẾT LUẬN 59

4.1 Kết luận chung 59

4.1.1 Sự biến đổi các chỉ tiêu cảm quan 59

4.1.2 Sự biến đổi mức độ sẫm màu trong quá trình bảo quản 59

4.1.3 Phản ứng melanoidin 60

4.1.4 Giá trị pH 60

4.2 Đề xuất ý kiến 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 Phục lục

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Chỉ tiêu cảm quan của nước mắm thành phẩm 14

Bảng 1.2 Các chỉ tiêu hóa học của nước mắm 14

Bảng 1.3 Các chỉ tiêu vi sinh vật của nước mắm 15

Bảng 2.1 Bảng điểm đánh giá chất lượng nước mắm 37

Bảng 2.2 Danh mục chỉ tiêu cảm quan và hệ số quan trọng 38

Bảng 2.3 Cơ sở phân cấp chất lượng sản phẩm thực phẩm dựa trên điểm chung có trọng lượng 38

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của việc bổ sung phụ gia và

điều kiện bảo quản đến chất lượng của nước mắm trong quá trình bảo quản 36 Hình 3.1 Ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến điểm cảm quan màu sắc của nước mắm 42 Hình 3.2 Ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến điểm cảm quan vị của

nước mắm 43 Hình 3.3 Ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến điểm cảm quan mùi của

nước mắm 44 Hình 3.4 Ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến điểm cảm quan độ trong

của nước mắm .46 Hình 3.5 Ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến điểm cảm quan tổng

của nước mắm 47 Hình 3.6 Ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến giá trị L* của nước

mắm 49 Hình 3.7 Ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến giá trị a* của nước

mắm 50 Hình 3.8 Ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến giá trị b* của nước

mắm 51 Hình 3.9 Ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến mức độ sẫm màu của

nước mắm 53 Hình 3.10 Ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến mức độ sẫm màu của

nước mắm 55 Hình 3.11 Ảnh hưởng của phụ gia tỷ trọng của nước mắm 56 Hình 3.12 Ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến khả năng chống ôxy

hóa của nước mắm .58

MỞ ĐẦU Đặt vấn đề

Đối với người dân Việt Nam từ lâu nước mắm đã trở thành thứ gia vị không thể thiếu trong mỗi bữa cơm gia đình Nước mắm đã được phát triển từ lâu đời cùng với lịch sử dân tộc và mang bản sắc đặc thù của Việt Nam Nước mắm hấp dẫn mọi người bởi cái hương vị đặc biệt của nó và bởi giá trị dinh dưỡng cao Nước mắm cao đạm lâu năm còn có tác dụng chữa một số bệnh như: đau dạ dày, chữa bỏng, phục hồi cơ thể suy nhược Hiện nay có hơn 95% hộ gia đình Việt Nam sử dụng nước mắm trong bữa cơm hằng ngày Trung bình mỗi năm có hơn khoảng 200 triệu lít nước mắm được tiêu thụ Việt Nam là một thị trường hấp dẫn Chính vì thế mà nhiều công ty nhãn hiệu tham gia thị trường này Thành phần của nước mắm là sự kết hợp tổng hòa giữa các thành phần dinh dưỡng thành phần của nước mắm là sự kết hợp tổng hòa giữa các thành phần dinh dưỡng (các thành phần hóa học cơ bản và các thành phần tạo giá trị cảm quan (màu, mùi, vị…) Các chất có đạm chiếm hàm lượng chủ yếu trong nước mắm và nó cũng là thành phần quyết định giá trị dinh dưỡng của nước mắm Các chất có đạm trong nước mắm bao gồm nito toàn phần, nito a xít amin, nito các chất bay hơi (chủ yếu là amomiac…) người ta đã dựa vào nito toàn phần để phân hạng nước mắm Trong nước mắm có khoảng 20 loại a xít amin Thành phần các chất bay hơi của nước mắm rất phức tạp và nó quyết định hương vị của nước mắm Ngoài ra trong nước mắm còn có một số chất vô cơ như NaCl, S, Ca, Mg,

P, I, Br và các sinh tố như B1, B2, PP

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về chất lượng của người tiêu dùng và chiến đấu với sự cạnh tranh gay gắt trên thị trường như hiện nay ( có hàng trăm

thương hiệu nước mắm trên mọi miền của tổ quốc) thì đòi hỏi các nhà sản xuất phải tạo ra cho mình những bí quyết làm nước nước mắm riêng để nâng cao chất lượng về dinh dưỡng, màu sắc, mùi vị Trên thực tế các nhà sản xuất dùng rất nhiều các loại phụ gia khác nhau để tạo ra sản phẩm có mùi, vị, màu sắc hấp dẫn nguời tiêu dùng Hầu hết nước mắm được đóng trong các loại chai trong suốt nhìn thấy rõ màu sắc của sản phẩm Nước mắm càng để lâu thì màu sắc càng bị sậm dần làm mất đi giá trị cảm quan của sản phẩm Chính vì thế mà việc giữ màu sắc đặc trưng của nước mắm trong quá trình bảo quản là rất quan trọng Quá trình tạo màu sắc của nước mắm được quyết định bởi những phản ứng hóa học, sinh hóa học xảy ra không ngừng Trong thành phần hóa học của nước mắm thì thành phần chủ yếu là a xít amin, trong quá trình sản xuất các nhà sản xuất còn cho thêm một số phụ gia như đường,…để làm dịu độ mặn của nước mắm Trong khi đó đây là hai yếu tố cơ bản để hình thành nên phản ứng melanoidin và oxy hóa Sản phẩm của phản ứng này làm cho màu sắc bị sậm dần Có thể nói trong nước mắm đã xảy ra phản ứng melanoidin làm ảnh hưởng đến chất lượng của nước mắm Vì thế cần có nghiên cứu về phản ứng melanoidin trong nước mắm

để biết cụ thể hơn về ảnh hưởng của nó đến chất lượng nước mắm và sau này sẽ

có những biện pháp ngăn chặn góp phần nâng cao chất lượng nước mắm trên thị trường trong nước và cả quốc tế Chính vì thế tôi được Khoa Công Nghệ Chế Biến Thủy Sản giao cho đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia và điều kiện bảo quản đến một số đặc tính chất lượng của nước mắm trong quá trình bảo quản”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là tìm hiểu sự biến đổi màu sắc của nước mắm trong quá trình bảo quản trong các điều kiện bảo quản khác nhau để rút ra

kết luận làm tài liệu tham khảo cho các đề tài tiếp theo góp phần làm nâng cao chất lượng nước mắm

2 Nội dung nghiên cứu

Trong các điều kiện bảo quản khác nhau (bổ sung đường: glucose, saccarose, sorbitol, không đường; bảo quản trong điều kiện: kín và bán kín) đề tài sẽ nghiên cứu cụ thể về những vấn đề sau:

 Sự thay đổi chất lượng cảm quan trong quá trình bảo quản

 Sự thay đổi màu sắc trong quá trình bảo quản

 Sự thay đổi mức độ sẫm màu trong quá trình bảo quản

 Sự thay đổi giá trị pH trong quá trình bảo quản

 Sự thay đổi khả năng khử gốc tự do DPPH trong quá trình bảo quản

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1.Tổng quan về nước mắm

1.1.1 Qúa trình phát triển của nước mắm

Một vài tác giả người Pháp cho rằng nguồn gốc nước mắm của ta bắt nguồn

từ nước chấm của nhật từ thế kỷ 16 và 17 Cũng có những tác giả dựa vào những điểm giống nhau giữa nước mắm của ta bắt nguồn từ nước chấm của Hy Lạp và

La Mã vào thế kỷ 18 Nhưng nước chấm của ta là loại nước chấm khá đặc trưng được chế biến từ cá và muối với một quá trình phân giải phức tạp do tác dụng của enzyme trong cá và vi sinh vật của cá từ ngoài vào

Nước ta có hơn hai nghìn cây số bờ biển, có nhiều sông ngòi, ao hồ…nghề đánh cá và làm muối đã phát triển từ lâu, cá và muối là nguồn cung cấp vô tận Nhưng nước ta ở vùng nhiệt đới , nhiệt độ cao, không khí ẩm ướt nên việc bảo quản nguyên liệu, thực phẩm gặp nhiều khó khăn, nhân dân ta phải tìm biện pháp

để bảo quản những sản phẩm của mình làm ra, đặc biệt những nguyên liệu thủy sản có đặc điểm mau ươn thối, vì vậy qua bao nhiêu năm tốn công tìm tòi họ đã tìm thấy tác dụng sát trùng và phòng thối của muối Song song với phơi khô cá người ta không phải ngẫu nhiên biến thành hình thức chế biến chượp, làm mắm tôm, mắm tép, muối dưa, muối cà…

Như vậy có thể nói rằng nghề nước mắm là một công trình sáng tạo của nhân dân ta Nó đã phát sinh trong quá trình sản xuất ngay từ khi nghề đánh cá

và làm muối ra đời, nghĩa là đã có cách đây hơn 500- 600 năm Từ đó nghề nước mắm đã được truyền từ đời này qua đời khác theo một công thức nhất định, cho tới nay các địa phương đã cải tiến dần dần phương pháp chế biến cho phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng như miềm bắc thích nước mắm Cát Hải, miền trung thích nước mắm Phan Thiết, 584, miền nam thích nước mắm Phú Quốc…Hiện

nay nhiều cơ quan nghiên cứu các trường học các cơ sở sản xuất đang tiến hành nghiên cứu quy trình chế biến nước mắm ngắn ngày và tiến dần cơ giới hóa và nhiều nghiên cứu khác nữa để nâng cao chất lượng nước mắm phù hợp với thị

hiếu người tiêu dùng[1]

1.1.2 Nguyên lý chế biến nước mắm

1.1.2.1 Cơ chế của quá trình hình thành nước mắm

Cá đem trộn với muối theo một tỷ lệ nhất định, được ướp trong điều kiện thích hợp, sau một thời gian sẽ hình thành nên nước mắm Đó là quá trình hình thành nên hệ enzyme proteaza trong bản thân cá hoặc của vi sinh vật bên ngoài tác động vào thủy phân thịt cá từ dạng protein qua các dạng trung gian như: peptone, polypeptit, peptit, và cuối cùng là axít amin

Protein polypeptit axít amin

Bên cạnh quá trình đạm phân (phân giải và phân hủy) của chất protein là chủ yếu còn có sự phân giải đường và chất béo…thành các axít hữu cơ và rượu…

Quá trình phân giải protein trong thịt cá chủ yếu là do men tác dụng nhưng

có thể có sự tham gia của vi sinh vật Những vi sinh vật hữu ích tiết ra proteaza thúc đẩy cho quá trình thủy phân nhưng các vi sinh vật gây thối thì có tác dụng làm rữa nát thịt cá có khi ở ngay giai đoạn đầu hay trong quá trình chế biến, hoặc nếu không khống chế kịp thời sau khi tạo thành nước mắm cũng dễ bị thối do vi sinh vật gây nên.[1]

1.1.2.2 Cơ chế phân giải của enzyme

Quá trình phân giải thịt cá chuyển từ protit đến axít amin là một quá trình rất phức tạp Thuộc nhóm proteaza có pepsin, trypsin, chimotripsin, bromelin,

papain Các proteaza trước hết là thủy phân protein Sự tham gia của enzyme trong quá trình thủy phân là theo sơ đồ:

E+S ES E + P

E là enzyme, S là cơ chất, trong quá trình chế biến nước mắm thì S chủ yếu

là protein, ES là phức hợp trung gian giữa enzyme và cơ chất, P là sản phẩm- trong nước mắm thì chủ yếu là axít amin và các peptit cấp thấp

Sự tạo thành và chuyển biến của hợp chất trung gian ES xảy ra qua 3 bước Trước hết enzyme kết hợp với protein tạo thành phức chất enzyme protein, bước này xảy ra khá nhanh và liên kết này không bền Bước 2 là sự chuyển biến của các phần tử protein dẫn tới làm phá vỡ các mối liên kết đồng hóa trị tham gia vào phản ứng Khi đó trong phức ES đồng thời xảy ra hai quá tình là sự dịch chuyển thay đổi mật độ electron dẫn tới sự cực hóa của mối liên kết tham gia vào phản ứng và sự biến dạng hình học của các mối liên kết đồng hóa trị trong phân tử protein cũng như trong trung tâm hoạt động của enzyme, như vậy làm cho protein trở nên hoạt động do đó quá trình thủy phân sẽ dễ dàng hơn Bước ba là giai đoạn tạo thành các axít amin hoặc peptit cấp thấp và giải phóng enzyme ra.[1]

1.1.2.3 Các hệ enzyme tham gia phân giải

Theo nghiên cứu của Võ Văn Thành và Nguyên Văn Chuyển thì nước mắm được chế biến theo phương pháp thông thường sau 6 tháng thì thành phần hóa học biến đổi trong quá trình chế biến như sau: lượng chất đạm tăng cao nhất ở tháng thứ ba, sau đó không tăng hoặc hơi giảm, nhưng lượng peptit và axít amin

tăng đều đến khi chượp chín Tương đương với các thành phẩm trong quá trình chế biến, men phâm giải bao gồm ba hệ và tùy theo tính chất riêng từng hệ mà giữ vai trò quan trọng khác nhau:

 Hệ metalo-poteaza còn gọi là aminopeptidaza hay apaza tồn tại nhiều trong nội tạng cá, chịu được nồng độ muối cao nên ngay

từ đầu đã hoạt động rất mạnh, sang tháng thứ hai thì giảm dần cho đến tháng thứ ba Sau đó tác dụng kém dần tới cuối quá trình Apaza có hoạt tính khá mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi đối với các loại peptit, loại này đại diện cho nhóm men thủy phân trung tính, môi trường tối thích khoảng pH = 5-7

 Hệ men seerin- proteaza điển hình là tripsin tồn tại nhiều trong nội tạng cá Ở giai đoạn đầu của quá trình chế biến, chúng có tồn tại trong nước bổi nhưng hoạt động yếu ớt Đến tháng thứ hai trở đi hoạt tính của chúng tăng dần và cực đại ở tháng thứ

ba, sau đó giảm dần cho tới khi chượp chín Hệ men này tồn tại nhiều trong nội tạng cá nhất là trong tụy tạng

 Hệ men axit proteaza được tìm thấy nhiều trong thịt và nội tạng

cá, đại diện cho hệ này là cathepsin D Hệ men này tồn tại trong giai đoạn ngắn của đầu thời kỳ thủy phân, người ta thấy chúng

có mặt trong nước bổi, khoảng 24 giờ sau thì hoạt tính của chúng mất dần vì không chịu nổi mặn Hệ men này thủy phân protein rất mạnh nhưng bị ức chế bởi nồng độ muối cao.[1]

1.1.2.4 Sự tham gia của vi sinh vật

Vi sinh vật có mặt ngay từ đầu quá trình chế biến do nguyên liệu, dụng cụ mang theo và từ ngoài môi trường nhiễm vào, nhưng do nồng độ muối quá cao nên chúng không hoạt động Ngay trong giai đoạn ngắn đầu tiên khi muối chưa kịp tác dụng có một ít vi sinh vật gây thối hoạt động Với sự hình thành của nước bổi, độ mặn tăng lên dần Khi đạt từ 12% trở lên thì các vi khuẩn gây thối hầu như không hoạt động và các vi khuẩn khác cũng bị ức chế cao độ Như vậy trong quá trình chế biến nước mắm, sự tham gia vào quá trình thủy phân protein của vi sinh vật tương đối yếu nhưng về sự hình thành của mùi vị nước mắm trong quá trình chế biến thì vi khuẩn đã tham gia tích cực

Các vi sinh vật tồn tại trong nước mắm được chia thành hai nhóm, nhóm

vi sinh vật ưa muối có thể phát triển được trong môi trường có nồng độ muối trên 10% và nhóm vi sinh vật không ưa muối thì phát triển ở nồng độ muối dưới 10% Các vi khuẩn trong nước mắm chủ yếu là loại cocci chúng phát triển tốt trong môi trường có nồng độ muối cao Ở giai đoạn đầu của quá trình chế biến nước mắm, vi sinh vật hiếu khí phát triển được có tham gia vào quá trình thủy phân cá thông qua enzyme vi sinh vật nhưng dần dần muối ngấm vào cá thì hoạt động của chúng giảm dần còn vi sinh vật yếm khí thì hoạt động ở giai đoạn sau của quá trình chế biến nước mắm

Những vi sinh vật gây hương yếm khí, bản thân không ưa muối nhưng trong môi trường chế biến chượp chúng thích nghi dần với độ mặn và có thể phát

huy được tác dụng.[1]

1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến nước mắm

1.1.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng để phát huy tác dụng tích cực của các loại enzyme Trong quá trình chế biến, khi nhiệt độ tăng thì vận tốc phản ứng sẽ tăng, nhưng enzyme mang bản chất protein nên chúng không chịu được nhiệt độ cao

Đa số enzyme ở trong cá đều mất hoạt tính với nhiệt độ từ 70oC trở đi Trong phạm vi nhiệt độ thích hợp, nếu cứ nhiệt độ tăng 10oC thì tốc độ thủy phân của enzyme tăng từ 1.5-2 lần Nhưng nếu nhiệt độ tăng vượt mức giá trị tối thích thì vận tốc giảm xuống

Đối với nhiều enzyme thủy phân nhiệt độ hoạt động thích hợp là 37oC –

50oC Nếu dưới 37oC tác dụng của enzyme giảm sút rõ rệt Nếu nhiệt độ quá cao, trên 50oC trở lên sẽ ức chế và nhiệt độ tăng lên 70-90oC enzyme sẽ bị tiêu diệt Nhiệt độ thích hợp nhất cho các enzyme khi chế biến chượp là từ 45-50oC.[1]

1.1.3.2 Ảnh hưởng của pH

Trong suốt quá trình thủy phân thịt cá đều có sự tham gia của enzyme mà enzyme rất nhạy cảm với độ pH của môi trường Mỗi enzyme chỉ hoạt động mạnh ở độ pH xác định Enzyme có nhiều loại và sinh sống, phát triển ở nhiều môi trường khác nhau, cho nên ta phải xem loại enzyme nào có nhiều nhất và đóng vai trò chủ yếu trong quá trình thủy phân thịt cá để tạo môi trường thích hợp cho nó hoạt động Có rất nhiều loại enzyme tham gia vào quá trình thủy phân có hai loại enzyme chính là pepsin và tripsin

Enzyme pepsin hoạt động mạnh nhất ở nhiệt độ 40-50oC đến 60oC Hoạt động tốt ở môi trường axit có pH = 1,5 – 2,2 Enzyme tripsin giữ vai trò quan trọng nhất, có khả năng hoạt động mạnh ở nhiệt độ 40-50oC và bị phá hủy ở nhiệt độ 70oC, hoạt động mạnh ở pH môi trường pH = 8 -9

Qua thí nghiệm, nếu điều chỉnh nhiệt độ có pH =1,5-2 thì thấy màu sắc của chượp đẹp, nhưng tốc độ thủy phân chậm và mùi vị so với chượp chế biến bằng phương pháp tự nhiên thì kém hơn Còn nếu giữ cho môi trường có độ pH

= 7,5-8,5 tức là thích hợp cho enzyme tripsin hoạt động thì tốc độ thủy phân nhanh, nhưng đạm thối nhiều hơn và màu sắc không bằng so với chượp chế biến bằng phương pháp tự nhiên Lượng đạm thối tăng lên nhiều là do trong môi trường đó vi sinh vật phát triển mạnh

Ở môi trường tự nhiên pH = 5,5-6,5 tuy không ưu tiên phát triển cho loại enzyme nào nhưng cả 2 loại enzyme pepsin và tripsin đều phát triển được.[1]

1.1.3.3 Ảnh hưởng của lượng muối

Muối là một nguyên liệu quan trọng trong chế biến nước mắm, muối có nhiều loại khác nhau và có tác dụng rất khác nhau trong chế biến nước mắm Trong sản xuất nên dùng loại muối kết tinh hạt nhỏ, có độ rắn cao, màu trắng óng ánh, không vón cục, không ẩm ướt, không có vị đắng chát

Trong muối ăn nếu có lẫn các muối khác như: CaCl2, MgCl2, KCl…đều ảnh hưởng đến tốc độ hòa tan và tính thẩm thấu của NaCl vào cá Đặc biệt làm cho sản phẩm có vị đắng chát Trong chế biến nên sử dụng muối cũ, bảo quản càng lâu càng tốt

Nếu nồng độ muối quá loãng thì nó có tác dụng của một chất kích thích thúc đẩy tác dụng của enzyme làm cho protit thủy phân mạnh hơn, chượp sẽ mau chín Nhưng nếu nồng độ muối đậm đặc thì sẽ làm tê liệt sự hoạt độngcủa enzyme, vì bản chất hóa học của enzyme cũng là protit nó cũng bị kết tủa bởi các muối trung tính bão hòa trong dung dịch

Để đảm bảo chượp chín nhanh chóng và có chất lượng cao thì độ mặn nên vừa phải, nước mắm sẽ thơm ngon Muối ăn có tác dụng kìm hãm sự hoạt động

của vi sinh vật và enzyme Trong chế biến nước mắm, ta sử dụng muối để khống chế hoạt động của vi sinh vật gây thối rữa, còn khả năng chịu muối của enzyme thủy phân tốt hơn vi sinh vật cho nên trong phạm vi độ mặn nhất định enzyme vẫn có tác dụng thủy phân protein[1]

1.1.3.4 Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc

Như chúng ta đã biết trong tế bào cơ thể cá đều có loại enzyme protealytic thủy phân protit, nhưng tập trung nhiều nhất là ở trong nội tạng cá: dạ dày, tụy, ruột…cho nên nếu tăng được diện tích tiếp xúc giữa enzyme và protit thì sẽ thúc đẩy nhanh quá trình thủy phân

Cá xay nhỏ tuy diện tích tiếp xúc có lớn nhất nhưng protit cũng dễ bị biến tính nhiều nhất, lượng enzyme bị phân tán quá rộng ra cả phần nước Mặt khác

cá xay nhỏ sau này rất khó lọc khi kéo rút dễ gây ra hiện tượng tắc lù

Cá đập dập nói chung còn giữ nguyên hình dạng ban đầu của cá nhưng bên trong cơ thịt đã mềm ra, tổ chức lỏng bở enzyme dễ ngấm vào toàn bộ cơ thể

cá, tế bào bị vỡ màng, nguyên sinh chất ngấm ra tiếp xúc ngay với enzyme nên quá trình thủy phân sẽ được nhanh chóng

Còn cá cắt khúc tuy có tăng diện tích tiếp xúc giữa enzyme và protein nhưng không lớn bằng cá đập dập và nghiền nhỏ, mặt khác thịt cá còn vững chắc, thịt cá còn khó ngấm vào hơn, hơn nữa chỗ mặt cắt thịt cá tiếp xúc ngay với muối mặn, protit dễ bị biến tính[1]

1.1.3.5 Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu

Nguyên liệu chính để chế biến nước mắm là cá, tùy theo từng loại cá khác nhau sẽ cho ra những loại nước mắm có chất lượng khác nhau Các loại cá khác nhau thì sẽ có những thành phần hóa học, cấu trúc khác nhau, nhất là hệ enzyme tồn tại trong cá khi chế biến cũng cho các loại nước mắm khác nhau

Cá tươi là nguyên liệu tốt nhất cho chế biến nước mắm Đạm axít amin trong nước mắm là kết quả của sự phân giải protein thịt cá Vì thế những loại cá nào có thành phần protein cao, nước ít, chế biến ra nước mắm sẽ cho lượng đạm cao

Về mặt kết cấu tổ chức của thịt cá mà nói thì những loại cá nào có kết cấu

tổ chức lỏng lẻo, cơ thịt mềm mại, mỏng mình, ít vảy dễ chế biến hơn, tức là chượp mau chín hơn

Những loại cá béo có nhiều mỡ cũng không thích hợp để chế biến nước mắm Khi chế biến mỡ thường nổi lên trên dễ bị oxy hóa làm cho nước mắm có mùi ôi khét khó chịu

Ngoài ra cá sống ở các tầng nước khác nhau sẽ cho chất lượng nước mắm khác nhau Các loại cá sống ở tầng nước trên và giữa như cá cơm, cá nục, cá thu,

cá trích,…sẽ cho chất lượng nước mắm cao nhất Các loại cá sống ở tầng dưới và tầng đáy như cá bơn, phèn, mòi các loại cá này thường ăn bùn đất rong rêu và các tạp chất trong phù sa do đó cá này đem chế biến nước mắm cho chất lượng kém[1]

1.1.4 Những biến đổi của nước mắm trong quá trình sản xuất và bảo quản

Trong quá trình chế biến nước mắm hàm lượng protein trong cá giảm xuống theo thời gian còn hàm lượng đạm tổng số, đạm axit amin, đạm peptit, và các đạm bay hơi khác trong nước chượp đều tăng lên rõ rệt

Đạm tổng số tăng nhanh từ tháng đầu đến tháng thứ ba, sau tháng thứ ba thì tốc độ tăng chậm lại và tháng thứ sáu gần đạt đến trạng thái cân bằng Lượng axít amin tăng nhanh trong 2 tháng đầu, tháng thứ ba tăng hơi chậm hơn và sang tháng thứ 4 lai tiếp tục tăng nhanh lên, đến tháng thứ sáu tốc độ lại giảm

Trong quá trình chế biến một số axit amin tăng nhanh như lyxin, loxin, isoloxin, valin, methyonin, axit glutamic, và glyxin, các axit amin tăng chậm như xistin và phenylalanin

Theo một số nghiên cứu cho biết trong quá trình chế biến nước mắm có hiện tượng sinh tổng hợp một số axít amin của vi sinh vật trong chượp Vì vậy các axít amin có chiều hướng tăng lên và cũng có chiều hướng giảm đi vì có thể chúng tham gia vào các phản ứng melanoidin, polyphenollamin, oxy hóa…đặc biệt là bị phân hủy tạo thành các sản vật thối rữa nên hàm lượng giảm đi khá nhiều

Trong quá trình chế biến sự biến đổi về màu sắc và mùi vị nước mắm ở giai đoạn đầu rất chậm chạp nhưng từ tháng thứ ba trở đi thì biến đổi khá rõ rệt

Sự hình thành về mùi và vị của nước mắm là do các hợp chất bay hơi, các axít amin và các thành phần khác tồn tại trong nước mắm tạo nên, còn sự biến đổi về màu sắc là do hai nguyên nhân, một là do sắc tố trong nguyên liệu tạo nên, thứ hai là do phản ứng của các axít amin gây nên như phản ứng melanoidin, phản ứng oxy hóa…

Nước mắm bảo quản càng lâu thì hương vị sẽ bị giảm, màu sắc sẽ bị sậm dần Nếu điều kiện bảo quản không tốt rất có thể nước mắm sẽ bị vi sinh vật gây thối hoạt động làm giảm chất lượng nước mắm Các phản ứng hóa học, sinh hóa học sẽ xảy ra làm giảm giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan của nước mắm.[1]

1.1.5 Chất lượng của nước mắm( TCVN 5107-2003)

Về cảm quan: Chỉ tiêu cảm quan của nước mắm thành phẩm được đánh giá theo bảng 1.1

Các chỉ tiêu hóa học của nước mắm được quy định theo bảng 1.2

Mức chất lượng Tên chỉ tiêu

Đặc biệt Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Màu sắc Từ nâu cánh gián đến nâu vàng

Mùi Thơm đặc trưng của nước mắm không có mùi lạ

của đạm có hậu vị rõ

Ngọt của đạm có hậu vị rõ

Ngọt của đạm ít

có hậu vị rõ

Ngọt của đạm không mặn chát Tạp chất nhìn

thất bằng

mắt

thường

Không được có

Chỉ tiêu vi sinh vật của nước mắm được quy định trong bảng 1.3

1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trên

1ml

105

2 coliforms , số khuẩn lạc trên 1ml 102

3 E Coli, số khuẩn lạc trong 1ml 0

4 Cl.perfringens, số khuẩn lạc trên 1ml 10

5 S Aureus, số khuẩn lạc trên 1ml 0

6 Tổng số bào tử nấm men và nấm mốc, số

khuẩn lạc trên 1ml

10

1.1.6 Các phương pháp chế biến nước mắm

1.1.6.1 Phương pháp chế biến chượp cổ truyền

Chế biến chượp bằng phương pháp đánh khuấy

Phương pháp chế biến chượp đánh khuấy là của Cát Hải- Hải Phòng khác với các nơi khác là trong khi chế biến có thêm nước lã, cho muối nhiều lần và đánh khuấy liên tục

Phương pháp cho muối nhiều lần đã lợi dụng được khả năng phân giải của enzyme và vi sinh vật tới mức cao độ, rút ngắn thời gian chế biến chượp Cho

muối nhiều lần là tạo điều kiện vừa đủ để phòng thối, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây thối thông thường và không kìm hãm nhiều quá khả năng hoạt động của enzyme

Cho thêm nước lã là cung cấp cho môi trường phân giải một lượng vi sinh vật đáng kể, tạo môi trường lỏng giúp cho men và vi sinh vật hoạt động được dễ dàng, làm cho tế bào thịt cá chóng được phân giải

Lượng nước cho vào nên vừa phải, nếu ít quá thì tác dụng của men kém nhưng nếu nhiều quá thì không khống chế được quá trình thối rữa, đồng thời làm loãng độ đạm trong nước mắm Vì vậy lượng nước mắm cho vào còn tùy thuộc đặc điểm của nguyên liệu, thường từ 20-30% có khi tới 40% so với cá

Chế biến chượp bằng phương pháp gài nén

Cá được trộn đều với muối ngay từ đầu hoặc cho muối nhiều lần, sau đó ướp vào thùng hoặc bể rồi gài nén Dựa vào men trong cá để phân giải protit của thịt cá không cho thêm nước lã và không đánh khuấy

Chế biến chượp từ cá tươi

Cho muối đợt 1:cá rử sạch, đổ vào bể tỷ lệ cá và muối: 100kg cá +12-15% muối + 2% thính Cứ một lớp đá rắc một lớp muối và thính nén chặt Dùng vỉ tre hay nứa sạch đậy kín trên lớp muối, đặt các thanh gỗ hay thanh tre để nén chặt xuống Vì bước đầu cá trương lên to , nước chiết ra làm cho khối chượp nổi lên cho nên để nén được chặt ta phải dùng cách 1: là nén bằng đá với sức nặng 25%

so với tổng cá ttrong thùng Cách 2: là dùng đòn ngáng trên miệng bể hay thùng chằng dây xuống chốt dưới

Cho muối đợt sau: sau khi cho muối đợt 1 được 3-4 ngày về mùa hè, 5-7 ngày về mùa đông thì cho muối lần thứ 2 và tiếp tục cho muối lần thứ 2 và tiếp tục cho muối lần sau.[1]

1.1.6.2 Phương pháp chế biến hỗn hợp

Đây là phương pháp kết hợp của phương pháp gài nén và đánh khuấy Giai đoạn ban đầu là gài nén khoảng 20-30 ngày sau đó đánh khuấy và cho muối tùy theo tính chất của cá

1.1.6.3 Phương pháp chế biến chượp bằng hóa học và vi sinh vật

Phương pháp chế biến chượp bằng hóa học

Cơ chế của phương pháp này là dùng hóa chất để thủy phân protit thịt cá đến axít amin Thường thường người ta dùng axit clohiric công nghiệp để thủy phân Dùng axit chohiric để thủy phân vì nó có ưu điểm hơn các chất khác là làm cho màu sắc nước mắm đẹp, đạm thối ít và sự tổn thất axit amin cũng ít

Dùng NaOH thủy phân cũng có tác dụng nhanh hơn HCl nhưng nó khử đi một số axit amin Còn dùng Na2CO3 thủy phân thì chậm nhất và dung dịch thủy phân xong trung hòa với pH = 7 thì lượng axit phải tiêu tốn hơn lượng Na2CO3đem thủy phân

Dung dịch lọc được sau khi thủy phân chỉ là một dung dịch nước chấm có nhiều axit amin, không có mùi vị của nước mắm vì thế ta phải tạo hương vị bằng cách cho phối trộn với nước mắm tốt

Phương pháp vi sinh vật học

Chế biến chượp bằng phương pháp vi sinh vật học là dùng vi khuẩn hay nấm mốc để thủy phân thịt cá, làm cho giai đoạn chín của chượp nhanh hơn, rút ngắn được thời gian chế biến.[1]

1.1.7 Thành phần hóa học của nước mắm

Thành phần hóa học của nước mắm là sự kết hợp tổng hòa giữa các thành phần dinh dưỡng (các thành phần hóa học cơ bản và các thành phần tạo giá trị

cảm quan (màu, mùi, vị…) Thành phần hóa học của nước mắm biến đổi liên tục trong quá trình chế biến

Nước mắm có thành phần dinh dưỡng cao là vì nó có đầy đủ các axít amin

mà đặc biệt là các axit amin cưỡng bức như valin, loxin, isoloxin, threonin, methionin, lysine, phenylalanine, triptpphan và histidin

 Các chất khác:

Trong 1lít nước mắm 15-20 độ đạm (g/l) còn có:

Các chất vô cơ như: NaCl: 250-280g; s: 0.546-1.165g

Ca : 0,439-0,541g; Mg: 2,208-2,310g ; P : 0,266-0,566g; I: 5,085-7,620g; Br: 68,80-97,50

Các sinh tố như: B1, B2, B12, PP.[1]

1.1.8 Sử dụng phụ gia trong chế biến nước mắm

Việt Nam là một thị trường hấp dẫn trong việc tiêu thụ nước mắm Hiện nay trên thị trường có rất nhiều thương hiệu nước mắm nổi tiếng cạnh tranh nhau Nhu cầu của người tiêu dùng thì luôn thay đổi, luôn hướng tới những sản phẩm nước chấm có chất lượng tốt, giá thành phù hợp và nhất là an toàn vệ sinh thực phẩm Để đáp ứng nhu cầu đó nhiều công ty đã không ngừng nghiên cứu ra các loại sản phẩm mới phù hợp với khẩu vị của người tiêu dùng Vì lợi nhuận nên rất nhiều cơ sở chế biến đã đành lừa người tiêu dùng bằng việc sử dụng các phụ gia cấm hoặc là vượt quá mức cho phép để bổ sung vào nước mắm với mục đích đánh lừa cảm quan của khách hàng

Nhiều loại phụ gia khi bổ sung vào nước mắm sẽ cho vị ngon hơn nhưng nếu cho quá mức thì sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng ví dụ như glutamate Nhiều cơ sở chế biến còn bổ sung ure vào nước mắm nhằm tăng

độ đạm đánh lừa người tiêu dùng nếu hàm lượng ure tích tụ trong máu lên tới 150mg/100ml máu sẽ dẫn đến hiện tượng như: mất cảm giác thèm ăn và có biểu hiện khó chịu nôn mửa Theo kết quả thanh tra của trung tâm y tế dự phòng TP

Hồ Chí Minh, có một vài cơ sở dùng các phụ gia như: đường saccharine, đường sodium cyclamate, bột ngọt, các chất bảo quản ngăn sự phát triển của vi sinh vật Bổ sung vào nước mắm đánh lừa mùi vị của người tiêu dùng gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe của người tiêu dùng

Nhà chế biến cho các loại phụ gia đó không những làm ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng mà còn ảnh hưởng đến chất lượng nước mắm Nhiều loại nước mắm sau khi mua về sử dụng để lâu ngày đã mất dần đi màu sắc, mùi vị đặc trưng của nước mắm cổ truyền nhất là màu sắc bị sậm dần theo thời gian gây ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan

1.1.9 Thị trường tiêu thụ nước mắm

Hiện nay nước mắm lưu hành trên thị trường hiện theo hai dòng: thứ 1 là dòng nước mắm cổ truyền ( được chế biến từ cá và muối ủ lâu ngày tạo thành nước mắm) như nước mắm Phú Quốc, Nha Trang, Phan Thiết ở trong miền nam, Cát Hải ngoài bắc Theo TCVN 5017:2003 Từ loại thấp đạm nhất có hàm lượng nito toàn phần (10g N/l) đến loại 30g N/l mang hương vị đặc trưng riêng của từng vùng miền và độ mặn đặc trưng của nước mắm cổ truyền Thứ 2 là dòng nước chấm được chế biến từ nước mắm cổ truyền ( lấy nước mắm cổ truyền đem phối trộn phụ gia tạo thành sản phẩm mới): Chinsu của tập đoàn Masan: Hàm lượng chỉ 10g nitơ trên lít trở lại Có vị ngọt ngọt, mùi thơm thơm, keo keo rất hơp khẩu vị của người tiêu dùng Có thể nói đây là dòng nước chấm nhạt muối nhờ pha loãng nước mắm cổ truyền bằng phụ gia và chất điều vị…hàng năm tập đoàn Masan tiếp nhận hàng chục triệu lít nước mắm từ nhà cung cấp như Nha Trang, Phú Quốc, Bình Thuận…

Hiện nay có hơn 95% hộ gia đình Việt Nam sử dụng nước mắm trong bữa cơm hàng ngày Trung bình mỗi năm có khoảng 200 triệu lít nước mắm được tiêu thụ Đây là một thị trường hấp dẫn chính vì thế mà nhiều công ty, nhãn hiệu tham gia thị trường này

Với tình hình tiêu thụ các sản phẩm nước mắm như hiện nay thì ta nhận thấy rằng người tiêu dùng đang có xu thế ưa chuộng các dòng sản phẩm mới hơn, tức là loại nước mắm được chế biến từ nước mắm cổ truyền và phối trộn phụ gia

1.2 Phản ứng sẫm màu trong nước mắm

1.2.1 Cơ chế

Điều kiện để phản ứng xảy ra được là chất tham gia phản ứng phải có nhóm carbonyl (C=O) Các phản ứng caramen hóa, phản ứng ozamin đòi hỏi năng lượng hoạt hóa nhỏ hơn, nhưng để tiến hành phản ứng bắt buộc trong môi trường phản ứng phải có nhóm amin hoặc amoniac Theo Hodge, phản ứng tạo melanoidin bao gồm một loạt các phản ứng xảy ra song song và nối tiếp Dựa vào mức độ về màu sắc của các sản phẩm có thể chia thành 3 giai đoạn kế tiếp nhau

 Sản phẩm của giai đoạn đầu không màu và không hấp thụ ánh sáng cực tím Giai đoạn này bao gồm 2 phản ứng: phản ứng ngưng tụ carbonilamin và phản ứng chuyển vị amadori

 Sản phẩm của giai đoạn hai không màu hoặc có màu vàng, nhưng hấp thụ mạnh ánh sáng cực tím Giai đoạn này bao gồm phản ứng khử nước của đường, phân hủy đường và các hợp chất amin

 Sản phẩm của giai đoạn cuối có màu đậm Giai đoạn này gồm có phản ứng ngưng tụ andol, trùng hợp hóa andehytamin và tạo thành hợp chất dị vòng chứa nito

Thực tế hỗn hợp phản ứng có chứa đồng thời tất cả các sản phẩm, nhưng tỷ

lệ lượng sản phẩm này hay sản phẩm khác chiếm ưu thế là phụ thuộc vào mức độ phản ứng

1.2.2.1 Giai đoạn đầu của phản ứng tạo melanoidin

Phản ứng ngưng tụ cacbonylamin

Phức đường amin được tạo thành không màu và không có tính chất nào của melanoidin cả

Phản ứng này có thể tiến hành ở chỗ lạnh và qua một vài giờ thì đạt được cân bằng nhưng có thể tăng rất nhanh khi đun nóng hỗn hợp phản ứng

1- amin-1-deoxi-2-cetose (dạng enol)

Khi ở nhiệt độ cao thì phức đường amin bị đồng phân hóa hay người ta gọi

là bị chuyển vị nội phân amadori Kết quả là giữa nguyên tử cacbon thứ nhất và thứ hai phát sinh ra nối kép và tạo thành 1-amin-1-dezoxi-2-cetose

Phẩm vật của sự chuyển vị amadori là hợp chất có khả năng phản ứng và là chất khởi đầu để tạo thành polyme có màu sẫm gọi là melanoidin.[4]

1.2.2.2 Giai đoạn trung gian của phản ứng

Ở giai đoạn này xảy ra sự khử nước của 1-amin-1-dezoxi-2-cetose tạo thành các sản phẩm phân ly khác nhau Phụ thuộc vào điều kiện của môi trường

và nhiệt độ mà giai đoạn trung gian có thể tiến hành bằng một vài con đường Sự tạo thành furfurol hoặc hydroxymetylfurfurol là một trong những con đường khử nước của dezoxyxetoza Một con đường khác (của sự khử nước deoxyxetoza) là tạo thành reducton mạch hở Con đường thứ ba là phân hủy hợp phần đường để tạo thành aldehit, axeton, diaxetyl Con đường thứ tư là tạo thành ozon

Tạo thành furfurol và ozon

Nếu cấu tử đầu tiên của sự tạo thành melanoidin là glucoza, thì sản phẩm chuyển vị amadori khi đun nóng sẽ chuyển sang dạng furan và sau đó thành bazơ Schiff của hydroxymetylfurfurol:

Nếu đường khởi đầu không phải là hecxoza mà là pentoza thì tạo thành Schiff của furfurol

Sau này khi bị thủy phân, bazơ Schiff của hydroxymetylfurfurol hoặc furfurol và axitamin tự do theo sơ đồ:

Dạng furan của dezoxyfructoza

bazơ Schiff của hydroxymetyl furfurol

hydroxymetylferferol Axit amin

Đôi khi bazơ Schiff của hydroxymetylfurol và của fufurol cũng có thể ngưng tụ để tạo thành melanoidin chứa nitơ Trong môi trường axit hoặc trung tính và ở nhiệt độ cao thì furfurol và các dẫn xuất của nó sẽ tạo thành trước tiên Reinol, anst và inglend đã tìm thấy một con đường khử nước khác của dezoxyxetoza Ban đầu dezoxyxetoza phản ứng với phân tử glucose để tạo thành difuranozamin Sau đó difuranozamin bị thủy phân để tạo thành 3- dezoxyglucozon, các ozon không no dạng cis và trans

Hydroxymetylfurfurol cũng có thể được tạo thành Các tác giả này cũng cho rằng sản phẩm vừa kể trên là những chất tiền thân cơ bản của các polyme có màu nâu sẫm

Tạo thành reduction có sáu cacbon

Các aminodezoxyxetoza được tạo thành khi chuyển vị amadori, có thể bị khử đi hai phân tử H2O để tạo thành các reduction có sáu cacbon

Reduction là những hợp chất hữu cơ có tính chất chung là khử mạnh do có mặt nhóm endiol:

Theo thường lệ, nhóm ediol của reduction được liên kết với gốc aldehit hoặc axít Ví dụ:

Do đó những hợp chất này rất nhạy cảm với phản ứng oxy hóa và khử

Sự tổ hợp của nhóm endiol với nhóm cacbonyl làm cho chất này có khả năng nhạy cảm đặc biệt đối với phản ứng oxy hóa và khử

Khả năng phản ứng của reduction có thể dẫn tới sự khử hydro để chuyển nhóm ediol thành nhóm cacbonyl

Dĩ nhiên, reduction có thể dễ dàng kết hợp oxy và chính đó là điều rất quan trọng cho sự bền vững của cơvat

Reduction không khử nước Feling lại dễ dàng khử iot và 2,6 – diclophenolindophenol

Axít dehydroascorbic có thể coi là một ví dụ của reduction có sáu cacbon

Không phải chỉ riêng reduction mà các dạng dehydro của chúng cũng tham gia vào việc tạo nên màu nâu

Phân hủy đường

Một trong những giai đoạn trung gian của phản ứng tạo melanoidin là sự phân hủy cấu tử đường của sản phẩm chuyển vị Amadori để tạo thành các phẩm vật khác nhau : triozoreducton, aldehit piruvic, axeton, axetoin, diaxetyl

Phân hủy các hợp chất amin

Trong quá trình tạo ra melanoidin thì CO2, aldehit và NH3 là những phẩm vật của phản ứng khi ở nhiệt độ cao Nguyên do của hiện tượng này là sự phân hủy strecker theo những hướng khác nhau:

1- phẩm vật chuyển vị Amadori có thể kết hợp với axít amin để thoát ra

Axit dehydroascorbic

Bazơ Schiff được tạo thành bị phân ly thủy phân thành aldehit và hợp chất amin Chính hợp chất amin này sẽ cho các phẩm vật chứa nitơ và có màu nâu sau này Còn aldehit được tạo thành trong phản ứng này, so với axít amin

đã tham gia tương tác với aminodezoxyxetoza thì có ít hơn một cacbon

2 – giữa furfurol hoặc hydroxymetylfurfurol và axit amin có thể xảy ra sự tương tác oxy hóa:

H R’

Kết quả là từ axit amin tạo thành aldehit có ít hơn một nguyên tử cacbon

3 – aldehit cũng có thể được tạo thành do kết quả của sự chuyển amin giữa axitamin với reduction

Giả sử, do sự chuyển amin mà dẫn đến hình thành nên aldehit là phản ứng chủ yếu, thì rõ ràng là do kết quả của phản ứng đó mà nitơ tham gia vào polyme màu nâu Phần lớn CO2 thoát ra trong quá trình tạo melanoidin đều do axit amin

bị phân hủy strecker Các aldehit tạo thành đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành hương vị của sản phẩm thực phẩm khi chế biến nhiệt.[4]

1.2.2.3 Giai đoạn cuối cùng của phản ứng tạo melanoidin

Giai đoạn cuối cùng này bao gồm rất nhiều phản ứng phức tạp có thể chia thành nhiều kiểu phản ứng:

R

CH COOH

R

CH COOH

NH 2 +

Axit amin Axit amin

R

CH COOH

 Phản ứng ngưng tụ aldol với sự tạo thành polymer màu nâu không chứa nitơ;

 Phản ứng trùng hợp hóa aldehitamin với sự tạo thành các hợp chất nitơ dị vòng

Sự ngưng tụ aldehit acetic có thể cũng là ví dụ về ngưng tụ aldol:

Pirazin có mùi dễ chịu nhưng yếu, hòa tan trong nước

Khi trùng hợp hóa dehydroreducton với amoniac và aldehit sẽ tạo thành hợp chất phức tạp có chứa vòng imidazol

CH 2

NH 2

CHO

CH 2 CHO

Ngoài những hợp chất đã kể, do kết quả của phản ứng ngưng tụ aldehit, piridin và pirol cũng có thể được tạo thành

Sự ngưng tụ aldol chỉ tiến hành được khi caramen hóa dung dịch đường thuần khiết Khi có mặt các hợp chất amin mặc dầu chỉ là vết cũng xảy ra đồng thời cả hai kiểu phản ứng

Giai đoạn cuối cùng của phản ứng melanoidin sẽ tạo nên đầu tiên là các polyme không no hòa tan được trong nước, sau đến là các polyme không no và không hòa tan được trong nước, nhưng đều có màu đậm và có cùng tên gọi chung là melanoidin.[4]

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng xẫm màu

1.2.2.1 Ảnh hưởng của axit amin và đường

Cường độ sẫm màu của phản ứng phụ thuộc vào bản chất của axít amin và đường, nồng độ chất khô nói chung trong dung dịch, nhiệt độ, pH và một loạt các yếu tố khác

Qua cơ chế phản ứng, ta thấy một trong những phản ứng của giai đoạn trung gian là tạo thành fufurol và oxymetylfurfurol có kèm theo sự tái tạo lại axit amin vốn đã tham gia tương tác với đường từ phản ứng đầu tiên Như vậy axít amin có thể xem như một chất xúc tác ở trong giai đoạn đầu Mặt khác, melanoidin – sản phẩm cuối cùng của phản ứng lại là chất có chứa nitơ Một phần axít amin tiêu tốn cho sự tân tạo aldehit và thoát ra NH3, NH3 tương tác với đường và tạo ra melanoidin

Theo Kretovic, axít amin có khả năng phản ứng và cho sản phẩm màu mạnh hơn cả là glicocol, alanin, asparagin Xistin và tirozin trái lại cho sản phẩm màu yếu hơn cả Nhưng cho mùi mạnh mẽ hơn cả có valin và loxin Glicocol cho màu rất đạm, mùi của bia và vị hơi chua Alanin phản ứng chậm hơn và cho sản

phẩm cũng tương tự Phenylalanin phản ứng rất chậm, tạo thành các sản phẩm có màu nâu sẫm và có mùi thơm hoa hồng Loxin cho sản phẩm có màu không đáng

kể, nhưng có mùi bánh mì rõ rệt Axít glutamic có hoạt độ cao, nhưng cho sản phẩm có màu nhạt

Protein, peptit, amin, và một số chất chứa nito khác cũng có khả năng phản ứng với đường khử tạo thành chất có màu sẫm Các protein sở dĩ tương tác được với đường là do có nhóm –NH2 tự do quyết định Nhóm –NH2 trong protein càng nhiều thì khả năng tạo melanoidin càng mạnh Khả năng tham gia phản ứng của axít amin phụ thuộc rất mạnh vào độ dài của mạch cacbon và vị trí của nhóm amin so với nhóm cacboxyl Nhóm amin càng xa nhóm cacboxyl thì tham gia phản ứng càng mạnh mẽ hơn axit monoamine, α – axit amin hoạt động kém hơn β – axít amin

Cường độ phản ứng cũng phụ thuộc vào bản chất của đường khử Glucoza phản ứng mãnh liệt hơn cả, sau đến galactoza và lactoza Theo kretovic, fructoza phản ứng nhanh hơn glucoza, còn pentoza lại có hoạt động cao nhất Sacaroza không cho phản ứng với axít amin Maltoza cũng phản ứng như glucoza Như vậy điều kiện cần thiết để tạo phản ứng melanoidin là có nhóm cacbonyl

Cường độ phản ứng melanoidin còn phụ thuộc vào nồng độ đường Tỉ lệ giữa axít amin và đường thích hợp nhất là 1/2 hoặc 1/3

Nói chung phản ứng có thể tiến hành ngay cả khi nồng độ axít amin không đáng kể và tỉ lệ axít amin/ đường rất bé 1/40 thậm chí 1/300.[4]

1.2.2.2 Ảnh hưởng của nước

Để phản ứng maillard tiến hành cực đại thì xunh quanh mỗi phân tử protein phải tạo nên lớp đơn phân glucoza và lớp đơn phân nước Như vậy, sự có

mặt của nước là cần thiết đẻ tiến hành phản ứng Nồng độ chất tác dụng càng cao, lượng nước càng ít thì tạo thành melanoidin càng mạnh.[4]

1.2.2.3.Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH môi trường

Ở 0oC và dưới 0oC, phản ứng melanoidin không xảy ra Cùng với sự tăng nhiệt độ, vận tốc phản ứng tăng lên rất mạnh mẽ Ở các nhiệt độ khác nhau, các sản phẩm tạo thành cũng khác nhau Ở 95-1000C sản phẩm tốt hơn cả, nhiệt độ quá cao tốc độ phản ứng nhanh nhưng melanoidin có vị đắng

ở pH môi trường kiềm phản ứng xảy ra mạnh mẽ, pH = 2 : 3 phản ứng xảy

ra yếu.[4]

1.2.2.3 Ảnh hưởng của chất kìm hãm

Chất có khả năng kìm hãm phản ứng melanoidin là dimedon, bisulfitkali, bisulfitnatri.[4]

Chương 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Hình 2.1 trình bày sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của việc bổ sung phụ gia và điều kiện bảo quản đến chất lượng của nước mắm trong quá trình bảo quản Mục tiêu của bố trí thí nghiệm này là xác định ảnh hưởng của việc bổ sung phụ gia và điều kiện bảo quản đến sự thay đổi chất lượng của nước mắm trong quá trình bảo quản Thí nghiệm này được thực hiện như sau: Từ nước mắm nguyên chất bổ sung các chất phụ gia bao gồm đường sorbitol, saccarose

và glucose với tỷ lệ 60 g/l Sau đó nước mắm được cho vào các chai nhựa 350 ml,