Cá, thịt và chế biến công nghiệp - chương 2

Cá, thịt và chế biến công nghiệp

Chương II

CÁC BIẾN ĐỔI SINH HÓA CỦA THỊT CÁ VÀ THỊT GIA SÚC

Khi chế biến người ta sử dụng những con vật đã chết vì vậy tính chất sinh hóa của cá, thịt có thể trình bày một cách hạn chế tức là chỉ trong phạm vi con vật sau khi chết

2.1 CÁC BIẾN ĐỔI SINH HÓA VÀ CÁC TÍNH CHẤT HÓA KEO CỦA THỊT CÁ

Các quá trình sống của cá và các động vật thủy sinh khác đều do các chất men điều chỉnh Chúng là loại động vật máu lạnh, tức là nhiệt độ của cơ thể thay đổi thích ứng với nhiệt độ của môi trường nước Các men trong cá hoạt động mạnh ở nhiệt độ không cao lắm, nên khi cá được đánh lên bờ làm cho nhiệt độ thân cá tăng lên dẫn đến làm tăng họat động của các men và tạo điều kiện cho vi sinh vật phá hủy thịt cá

2.1.1 Những biến đổi của cá khi lên bờ (cá sống)

Những biến đổi của cá sống được khảo sát trong các điều kiện nhân tạo như khi rộng ở khoang tàu, trong các thiết bị rộng cá

Cá được giữ lâu trong các điều kiện như thế sẽ bị tiêu hao Hàm lượng chất béo, protit bị giảm, chất lượng kém Ngoài ra do thiếu thức ăn, mỏi mệt về sinh lý, hệ thần kinh trong máu và trong mô tích lũy các chất phân hủy các chất hữu

cơ tham gia cho sự hoạt động bình thường của cơ thể cá Như phân hủy glycogen, và axit malic tích lũy trong máu làm ức chế thần kinh, làm mất dần khả năng tiêu thụ oxy, điều đó dẫn đến nguyên nhân làm cá chết ngạt Axit tích lũy ngày càng nhiều và khuếch tán vào máu đó là nguyên nhân cơ bản làm cá chết nhanh Nếu bắt cá ra khỏi nước thì mang cá lập tức chứa đầy máu có màu đỏ tươi

Vì lượng oxy không đủ để cung cấp cho máu, nên mang cá bị thừa máu và kết quả cá bị chết ngạt Thịt cá trong thời gian này có cấu trúc nhão Hiện tượng trên xảy ra là do chuyển nguyên sinh chất thành dạng lỏng (hiện tượng đứt mạch liên

kết của các chất chứa nitơ)

Sự thừa máu có thể xảy ra không chỉ ở mang mà còn xảy ra ở các phần khác của cơ thể cá Thể hiện khi xuất hiện rõ trên bề mặt có những vết đỏ Khi nước sông bị nhiễm bẩn, hiện tượng trên thường xuất hiện (không phải do nhiễm xạ hay do vi sinh vật) Thịt cá bị các hiện tượng trên không được dùng với mục đích thực phẩm, thông thường làm thức ăn gia súc

2.1.2 Những biến đổi sau khi cá chết

2.1.2.1 Những biến đổi cảm quan

Biến đổi cảm quan là các biến đổi nhận biết được nhờ các giác quan, tức là ngoại dạng, mùi, cấu trúc và vị

Các biến đổi trong cá tươi nguyên liệu

Những biến đổi đầu tiên là những biến đổi liên quan đến ngoại dạng, cấu trúc và hiện tượng cứng xác

Ngay sau khi chết, cơ cá duỗi hoàn toàn Cá mềm và dễ uốn, cấu trúc chắc chắn và khi ấn vào thì đàn hồi Sau một khoảng thời gian nhất định thì các mô cơ

co lại Khi nó trở thành cứng đờ thì toàn bộ thân cá không mềm nữa, trạng thái này gọi là trạng thái cứng xác

Nếu cá được lọc philê trước khi cứng xác, các cơ có thể co tự do, lát philê sẽ ngắn lại và có bề mặt nhăn nheo Cơ sẫm có thể co lại đến 52% và cơ sáng co đến 15% độ dài ban đầu (Buttkus, 1963) Sau khi cứng xác, mô cơ trở về trạng thái duỗi Với kinh nghiệm nhất định, có thể phân biệt cá giai đoạn trước và sau khi cứng xác vì trước giai đoạn này cá hoàn toàn mềm (Trucco và cộng sự, 1982) và không để lại vết lõm sau khi bóp nhẹ

Thời gian tiến triển của mỗi giai đoạn, khoảng thời gian và tình trạng của hiện tượng cứng xác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loài, kích cỡ, phương pháp đánh bắt, xử lý cá, nhiệt độ và điều kiện vật lý của cá Bảng 2.1 liệt kê một số những quan sát có được về tầm quan trọng của các yếu tố khác nhau kể trên Cần thấy rằng cá bị kiệt sức (ví dụ, những con bị đánh bắt bằng lưới kéo) và cá được giữ ở nhiệt độ cao sẽ bắt đầu và trải qua giai đoạn cứng xác rất nhanh Cá nhỏ, hiếu động và quẫy mạnh cũng vậy Trong khi đó đối với cá lớn và cá dẹt nói chung khoảng thời gian đó dài hơn

Bảng 2.1 Điểm bắt đầu và khoảng thời gian cứng xác trong các loài cá khác nhau

Loài cá Điều kiện Nhiệt độ, 0

C

Thời gian kể từ khi chết đến khi bắt đầu cứng xác, h

Thời gian kể từ khi chết đến hết cứng xác, h

Song (Epinephelus

Rô phi (Tiapia mossambica)

Tuyết đuôi dài

Mặc dù vẫn thường thừa nhận rằng thời điểm bắt đầu và độ kéo dài của giai đoạn cứng xác diễn biến nhanh hơn nhiều trong các điều kiện nhiệt độ cao, song người ta cũng quan sát được trong một số loài cá nhiệt đới là các biến đổi hóa sinh và từ đó hiện tượng cứng xác trên thực tế có thể xảy ra ở 00C chứ không chỉ ở mức 220C (Poulter và cộng sự, 1982) Nếu sự cứng xác phát sinh ở nhiệt độ cao (trong trường hợp cá tuyết là trên 170C), lực cứng xác sẽ trở nên rất mạnh và có thể gây ra “nứt rạn”, có nghĩa là làm cho mô liên kết yếu đi và làm đứt gãy lát philê

Ý nghĩa công nghệ của hiện tượng cứng xác là rất quan trọng khi cá được ướp đông, đặc biệt trong trường hợp philê Nếu cá được lọc philê trước khi cứng xác như đã nêu ở trên thì lát philê có thể bị co lại; nếu ướp đông các lát philê này thì cấu trúc thịt thường kém và thất thoát do rỉ nước tăng lên Philê lọc từ cá đang

ở trạng thái cứng xác thường có chất lượng tốt, nhưng lọc philê bằng máy sẽ khó hơn và làm mất trọng lượng Những thao tác mạnh đối với cá khi cứng xác cũng

sẽ gây nứt rạn Về nguyên lý, an toàn hơn cả là lọc philê cá sau cứng xác và ướp

đông các lát philê này, nhưng thường thì không làm được như vậy vì điều này đòi

hỏi phải có kho lạnh lớn để chứa cá nguyên con

Biến đổi của cá sau khi chết về ngoại dạng, cấu trúc và mùi của cá tươi nguyên con được mô tả ở bảng 2.2

Nói chung, có thể phát hiện ra mùi ươn trước tiên ở vùng xung quanh khoang bụng Trong cá (như cá trích và cá thu) chưa moi ruột khi đánh lên, hiện

tượng này có thể xảy ra sớm hơn nhiều trước khi phần cá còn lại có dấu hiệu ươn

Trong một số trường hợp hoạt tính enzym cao trong ruột cá được đánh lên khi chúng đang đi ăn có thể làm bụng cá bị phân hủy và thậm chí làm cho bụng bị vỡ Hiện tượng này gọi là “vỡ bụng” và có thể xảy ra sau khi cá được đánh lên vài giờ

Bảng 2.2 Đánh giá độ tươi

[Qui chế của Hội đồng chung châu Âu (EEC) No 103/76 Oj No L20 (28-1-1976)]

Tiêu chuẩn Các bộ phận

của cá được

Dịch nhớt hơi đục

Hệ sắc tố trong quá trình biến màu và mờ đục

Dịch nhớt trắng đục

1 Hệ sắc tố mờ đục Dịch nhớt mờ nhạt

Dẹt Giác mạc trắng đục Đồng tử mờ nhạt

1 Lõm ở giữa Giác mạc trắng đục Đồng tử xám

Trở nên biến màu Dịch nhớt mờ nhạt

1 Vàng nhạt Dịch nhớt trắng đục

Màu hơi biến đổi

Hơi mờ nhạt 1 Mờ nhạt

Tiếp bảng 2.2

Tiêu chuẩn Các bộ phận

của cá được

cơ quan khác phải đỏ đục, máu bị biến màu

Thận, dư lượng của các cơ quan khác và máu phải có màu đỏ mờ

1 Thận, dư lượng của các cơ quan khác và máu phải có màu nâu nhạt

Điều kiện

Thịt

Chắc và đàn hồi

Bề mặt nhẵn

Ít đàn hồi hơn Hơi mềm (mềm

ỉu), ít đàn hồi hơn

Sáp (mượt như nhung) và bề mặt mờ đục

1 Mềm (mềm ỉu) Vẩy dễ dàng tách khỏi da, bề mặt rất nhăn nheo, có chiều hướng giống bột

Cột sống Gẫy, thay vì rời ra Dính Hơi dính 1 Không dính

Màng bụng Dính hoàn toàn

2.1.2.2 Các biến đổi chất lượng

Các biến đổi chất lượng của cá ướp lạnh trong thời gian lưu kho bảo quản

có thể xác định bằng việc kiểm tra cảm quan hàng ngày đối với thịt cá luộc

Thông thường việc đánh giá này được tiến hành với cá chần nước sôi vì phương pháp này cho phép phát hiện được hầu hết các mùi lạ Có thể phát hiện được các

kiểu đặc trưng của cá như sau:

Pha 1: Cá tươi với mùi và vị đặc trưng theo loài, nhiều khi có mùi rong

biển và dịu

Pha 2: Đã mất đi mùi và vị đặc trưng Thịt cá trung tính nhưng chưa có

mùi lạ

Pha 3: Có dấu hiệu chớm ươn và với mùi lạ Lúc đầu mùi ươn có thể hơi

chua, ngọt lợ, có mùi trái cây hoặc tương tự như cá khô Trong các loài cá béo, có thể phát hiện được mùi ôi dầu Trong các giai đoạn sau, thấy có mùi chua bắp cải, khai hoặc mùi lưu huỳnh

Pha 4: Cá ươn và thối rữa

Ở phòng thí nghiệm Lyngsby người ta dùng một thang điểm đánh số để kiểm nếm bảo hiểm Thang điểm được đánh số từ 0 đến 10, điểm 10 chỉ độ tươi tuyệt đối, điểm 8 chỉ chất lượng tốt, điểm 6 chỉ trung tính (vô vị) Mức bị thải loại là 4 Khi dùng thang điểm này chất lượng cá tuyết có thể được minh họa như hình 2.1

biến

Những Tự

phângiải

Hoạt

khuẩnvi

độngcủa

Pha 2Pha 1

1412

108

64

22

4

6

8

10

Hình 2.1 Những biến đổi chất lượng của cá tuyết ướp đá (0o C)

2.1.2.3 Các biến đổi do tự phân giải

Khi một cơ thể chết đi, hệ điều tiết bình thường ngừng hoạt động theo chức năng và ngừng luôn cả việc cung cấp oxy và việc sản sinh năng lượng Các tế bào bắt đầu một chuỗi quá trình mới đặc trưng bởi sự bẻ gãy glycogen (quá trình phân giải glycogen) và sự phân hủy các hợp chất giàu năng lượng

a) Các enzym trong cơ và hoạt tính của chúng

Các quá trình tự phân giải đầu tiên trong mô cơ cá xảy ra với các cacbohydrat và các nucleotit Trong một giai đoạn ngắn, các tế bào cơ tiếp tục các quá trình sinh lý bình thường nhưng ngay sau đó sự sản sinh adenozin triphosphat (ATP) dừng lại ATP đóng vai trò của chất nhường năng lượng thường gặp trong hàng loạt quá trình trao đổi chất Trong cơ thể sống, ATP được tạo ra nhờ phản ứng adenozin diphosphat (ADP) và creatin phosphat là chất dự trữ phosphat giàu năng lượng trong các tế bào cơ Khi nguồn dự trữ bị cạn kiệt, ATP được tái tạo từ ADP nhờ việc phosphoryl hóa trở lại trong quá trình phân giải glycogen Sau khi chết, khi sự tái tạo này ngừng lại, ATP nhanh chóng bị phân hủy Sự cứng xác xảy ra ở ngưỡng ATP thấp

Nói chung, so với cơ của động vật có vú thì cơ cá có ít glycogen hơn và vì thế pH sau khi cá chết cao hơn Điều đó làm cho thịt cá dễ bị vi khuẩn tấn công Tuy nhiên, hàm lượng glycogen biến đổi rất lớn trong các loài khác nhau, ví dụ cá ngừ có hàm lượng so sánh được với động vật có vú, ngay trong cùng một loài thì hàm lượng chất này cũng khác nhau Thông thường, cá ở trạng thái tĩnh có nhiều glycogen hơn cá kiệt sức, cá ăn no có nhiều hơn cá đói và cá lớn có nhiều hơn cá nhỏ Trong bản thân con cá thì glycogen tập trung ở phần cơ sẫm nhiều hơn so với phần cơ sáng Khi cá bị đe dọa, lượng glycogen được sử dụng nhanh chóng Chỉ 5 phút quẫy cũng làm cho ngưỡng glycogen trong cá hồi giảm từ 0,25 xuống 0,07% trọng lượng tươi (Black và cộng sự, 1962) Điều đó cho thấy rằng thời gian kéo lưới dài và những thao tác mạnh làm đẩy nhanh các quá trình tự phân giải

Theo Tarr (1966), glycogen bị phân hủy hoặc nhờ quá trình phân giải (glycogen) tức là theo phương thức Embden - Meyerhof, hoặc bởi sự thủy phân trực tiếp tinh bột

Vì không được cung cấp oxy, quá trình phân giải glycogen trong mô cơ sau khi cá chết được tiếp diễn trong các điều kiện yếm khí và như thể hiện trên hình 2.2, axit lactic là sản phẩm cuối Lactat được tạo ra đã làm giảm độ pH Trong cá tuyết, pH thường giảm từ 7,0 xuống 6,3 - 6,9 Trong một số loài độ pH cuối cùng có thể thấp hơn: trong cá thu lớn thường có pH ở khoảng 5,8 - 6,0 và trong cá ngừ (Tomlingson và Geyer, 1963) và cá bơn lưỡi ngựa (Hippoglossus hippoglossus)

có pH ghi nhận được là 5,4 - 5,6 Trong các loài cá khác như cá ốt vảy nhỏ (Mallotus villosus) không thấy có sự biến đổi gì về pH Sự giảm pH sau khi cá

chết làm giảm lực liên kết nước của protein vì điều đó làm cho các protein gần đến điểm đẳng điện hơn

ATP bị phá vỡ bỡi hàng loạt phản ứng khử phosphoryl và loại nhóm amin thành inosin monophosphat (IMP), chất này bị phân hủy tiếp thành hypoxanthin (Hx) và riboza:

ATP → ADP → AMP → IMP → HxR → Riboza

Creatin phosphat + ADP ATP + Creatin

Hình 2.2 Sự phá vỡ hiếu khí và yếm khí của glycogen trong cơ cá

Các quá trình tự phân giải nêu trên diễn ra theo cùng một kiểu trong tất cả các loài cá nhưng với tốc độ khác nhau rất lớn theo loài Tuy nhiên, đối với một số loài nhuyễn thể, như được biết thay vào IMP là quá trình phản ứng có adenozin tham gia

Fraser và cộng sự (1967) đã theo dõi quá trình tự phân giải trong cơ cá tuyết trạng thái tĩnh Cá bị giết sau khi làm ngạt thở và bảo quản ở 00C Như thể hiện ở hình 2.3 và glycogen hầu như biến đi trước khi bắt đầu cứng xác, trong khi IMP và sau đó là HxR (inosin) tích tụ lại Khi hàm lượng IMP và HxR bắt đầu giảm, hàm lượng Hx tăng lên Trong cá đánh bằng lưới kéo những biến đổi này xảy ra nhanh và pH đạt mức tối thiểu trong vòng 24 hì sau khi cá chết

Những khác nhau trong sự sản sinh Hx của cá theo loài được mô tả trên hình 2.4 và những biến đổi về Hx, IMP, HxR và chất lượng cảm quan trong cá hồi ráng được thể hiện trên hình 2.5

a)

b)

Hình 2.3: a) Sự phân huỷ nucleotit trong cơ cá tuyết duỗi ở 0o C;

b) Những biến đổi phân giải glycol kèm theo

Hình 2.4 Sự biến đổi mức tích tụ Hx của một số loài trong quá trình

bảo quản bằng nước đá

Hình 2.5 Sự phân hủy nucleotit và thất thoát chất lượng

trong cá hồi ráng ướp đá (Huss 1976)

Vì quá trình tự phân giải trong cá luôn luôn theo một kiểu, việc xác định chẳng hạn như hypoxanthin được sử dụng làm tiêu chuẩn về độ tươi trong một số trường hợp, nhưng theo Ehira (1976) thì có thể bị nhầm lẫn nếu đối chiếu theo các loài cá khác nhau Một số loài cá thu ngựa (Trachurus japonicus) tích tụ HxR

trong khi đó một số loài khác, chẳng hạn như nhiều loài cá dẹt, lại tích tụ Hx Vì vậy, một giới hạn Hx nhất định có thể làm cho cá dẹt bị coi là mật độ tươi nhanh hơn so với cá thu ngựa Điều này mâu thuẫn với các kiến thức kinh nghiệm

Ở Nhật Bản người ta đã thực hiện một khối lượng công việc đáng kể nhằm xác lập một biểu thức độ tươi mỹ mãn và đã đề xuất một trị số gọi là trị số K Trị

số này biểu thị quan hệ giữa inosin và hypoxanthin và tổng lượng các hợp chất có liên quan đến ATP:

K(%) =

Hx HxR IMP AMP ADP

ATP

Hx HxR

+ + + +

+

+

Vì vậy, cá rất tươi có trị số K thấp, nó tăng dần với tốc độ phân huỷ cá và

phụ thuộc vào loài (hình 2.6)

Hình 2.6 Biến đổi trị số K trong cá tuyết chết ngay khi ướp đá,

cá chép, cá ngừ dẹt và cá bơn Nhật Bản Ngưới ta mới chỉ hiểu được một phần tầm quan trọng cảm quan của các sản phẩm phân hủy do kết quả của quá trình tự phân giải Đã từ lâu ở Nhật Bản người

ta đã biết rằng IMP và các 5 nucleotit khác có chức năng làm nhân tố gia tăng hoạt động mạnh với nồng độ rất thấp, và cùng với axit glutamic chúng tạo ra

“hương vị thịt” Người ta cho rằng inosin ít nhiều không có hương vị, trong khi đó như được biết thì hypoxanthin gây vị đắng trong cá ươn (Spinelli, 1965) Vì vậy, việc mất hương vị của thịt cá là thuộc tính của sự phân hủy IMP

Đường tự do và đường nucleotit có tầm quan trọng về mặt công nghệ, vì chúng tham gia vào các phản ứng Maillard và làm rám vàng trong quá trình gia nhiệt

Những biến đổi tự phân giải của các protit còn được biết đến ít hơn nhiều

so với của các nucleotit Người ta đã phân lập được nhiều proteaza từ mô cơ của cá (Reddi và cộng sự, 1972; Siebert và Schmitt, 1965) Wojtowicz và Odense (1972) cho biết rằng các proteaza chủ yếu, trong cơ cá - các cathepsin - có hoạt độ tương đương với hoạt độ của cơ ức thịt gà Vì cơ ức thịt gà có hoạt tính tự phân giải rất thấp, các tác giả trên đi đến kết luận rằng tốc độ tự phân giải nhanh của nhiều loài cá không phải là do các loại enzym này Tuy nhiên, người ta thấy chúng có hoạt động cao trong càng cua và càng tôm hùm, và điều đó có thể có ý nghĩa trong quá trình tự phân giải nhanh của các loài này

Các cathepsin là các enzym thủy phân và phần lớn chúng có trong các lysosom Cathepsin D có tầm quan trọng chính yếu vì nó có thể khởi đầu sự phân hủy các protein nội sinh của tế bào thành các peptit Sau đó các peptit này bị phân giải tiếp nhờ các cathepsin khác (A, B, C)

Theo McLay (1980) và Reddi cùng cộng sự (1972), cathepsin D có hoạt tính tối ưu ở pH 4 những enzym này có thể hoạt động trong khoảng pH hai - 7 (hình 2.7b) Wojtowicz và Odense (1972), sau khi đã nghiên cứu hoạt độ toàn phần của cathepsin trong cơ cá, đã cho biết các giá trị thấp hơn chút ít Giá trị pH tối ưu của các cathepsin trong cơ cá tỏ ra thấp hơn nhiều so với pH đo được trong thịt cá và vai trò của chúng trong quá trình ươn hỏng vẫn chưa được giải thích một cách cặn kẽ Tuy nhiên, sự phân giải các protein do các enzym cơ (cá tuyết) là rất hạn chế (Skewan và Jones, 1957) và sự phân giải protein không phải là điều kiện tiên quyết của quá trình ươn hỏng do vi khuẩn (Lerke và cộng sự, 1967) Mặt khác, các cathepsin đóng vai trò làm chín (làm mềm thịt) cá ướp muối ướt là loại sản phẩm có độ pH rất thấp và nồng độ muối thấp do hoạt độ của các enzym này đã bị ức chế mạnh ngay từ khi ở điều kiện 5% muối (hình 2.7a)

Hình 2.7 Hiệu ứng của NaCl (a), pH đối với hoạt tính của cathepsin lấy từ cơ cá (b)

Hoạt tính được đo sau khi ủ 30 phút ở nhiệt độ 37 0 C với hemoglobin biến tính làm cơ chất (a)

Reddi và cộng sự, 1972; (b) Mclay (1980) Ngoài các cathepsin, người ta còn phát hiện được một số dipeptidaza trong thịt cá (Siebert và Schmitt, 1965; Konagaya,1978) Điều khá lý thú là trong cơ không có các enzym để phân hủy các axit amin chứa lưu huỳnh như Shewan và Herbert (1976) đã cho biết Họ không phát hiện ra bất kỳ hợp chất chứa lưu huỳnh bay hơi nào trong thịt cá tuyết vô trùng bảo quản trong một thời gian dài hơn ở nhiệt độ cao (hình 2.13)

Sự khử trimetylamin oxyt (TMAO) thường là do hoạt động của vi khuẩn, nhưng trong một số loài có một loại enzym trong mô cơ có thể phá vỡ TMAO thành dimetylamin (DMA) và formaldehyt (FA) (Castell và cộng sự, 1973; Mackie và Thomson, 1974):

(CH3)3 NO → (CH3)2 NH + HCHO

Quá trình này không có ý nghĩa lớn lắm trong cá ướp lạnh thông thường vì

vi khuẩn phân hủy trimetylamin phosphat (TMAP) thành trimetylamin (TMA) nhanh hơn Trong những trường hợp đặc biệt, ở cá tuyết bảo quản trong thời gian hai tuần, người ta phát hiện 2 - 3g FA và DMA trong 100g cơ và nồng độ TMA là

15 - 20mg/100g

Ở nơi hoạt lực của các vi khuẩn bị ức chế thì sự hình thành FA và DMA là đáng kể, như trường hợp cá tuyết ướp đông chẳng hạn FA sẽ gây ra sự biến tính, những biến đổi về cấu trúc và làm mất lực liên kết nước Sự hình thành DMA và

FA chỉ nghiêm trọng đối với cá tuyết trong quá trình bảo quản đông Tuy nhiên, DMA có thể tích tụ trong nhiều loài cá trong quá trình làm khô và bảo quản sau đó (Hebard và cộng sự, 1982)

b) Các enzym tiêu hóa và hoạt tính của chúng

Mọi người đều biết các enzym trong đường tiêu hóa đóng vai trò quan trọng trong quá trình tự phân giải của cá nguyên con và chưa moi ruột Trong các giai đoạn ăn no, mô bụng của một số loài cá (ví dụ, cá trích clupea, cá ốt vẩy nhỏ, cá trích cơm và cá thu) rất dễ bị phân hủy và có thể bị vỡ bụng sau khi đánh bắt lên vài giờ Tuy chưa có hiểu biết cặn kẽ về hiện tượng này nhưng người ta biết rằng mô liên kết sẽ yếu hơn nếu pH thấp và độ pH sau khi cá chết giảm đi trong trường hợp cá được đánh bắt ở giai đoạn ăn no (Love, 1980) Hơn nữa, người ta cho rằng sự sản sinh và hoạt độ của các enzym tiêu hóa sẽ mạnh hơn ở các giai đoạn sau này Tuy nhiên, dù đã được nghiên cứu khá nhiều nhưng mối tương quan giữa proteaza có thể chiết xuất được và hiện tượng vỡ bụng vẫn chưa rõ rệt (Gildberg, 1982)

Các proteaza tiêu hóa quan trọng nhất là các nội peptidaza dạng trypsin có mặt trong manh tràng môn vị, và cathepsin (D) cũng như các enzym dạng pepsin khác trong vách dạ dày Các enzym này phân giải protein thành các peptit kích cỡ lớn, sau đó ngoại peptidaza lại phân giải tiếp các peptit này (Granroth và cộng sự, 1978)

Hoạt tính của các enzym tiêu hóa liên quan đến độ pH đã là đối tượng của nhiều công trình nghiên cứu ở Na Uy Khi hoạt tính của các proteaza tiêu hóa có thể chiết xuất được từ cá ốt vẩy nhỏ được đo trong quá trình ủ ấm với hemoglobin

thì hoạt độ đạt mức cực đại ở pH 3 và 9, trong khi đó thì với glycoprotein chiết xuất từ da cá ốt vẩy nhỏ hoạt độ đạt mức cực đại ở pH trung tính (hình 2.8) Mặt khác, hiệu ứng hòa tan của các proteaza này trên mô cơ tỏ ra có mức tối ưu ở pH

4 (hình 2.9) Người ta cho rằng những khác nhau về hoạt tính proteaza này với

pH tối ưu phụ thuộc vào chỗ cơ chất là mô nguyên vẹn có chứa chất ức chế enzym, collagen hay là protein hòa tan được (Gidberg và Raa, 1980)

µmol/TYR eq/g.h 600

400

200

Hình 2.8 Hoạt tính proteasa ở đường tiêu hóa đồng nhất trong mối quan hệ với pH

Hoạt tính được xác định sau khi ủ một giờ ở 250C Cơ chất là hemoglobin và glycoprotein

lấy từ da cá ốt vẩy nhỏ (Gidberg và Raa, 1980)

Hình 2.9 Protein cơ và protein da được giải phóng bằng enzym ở các giá trị pH khác

nhau [sự khác nhau giữa việc ủ cho thêm và không cho thêm enzym tiêu hóa

(Gildberg và Raa, 1979)]

Ngược với cathepsin (D), các enzym tiêu hóa hình như chịu được muối khá tốt (hình 2.10) Trong manh tràng môn vị của cá trích lupea, một số cacboxypeptidaza đã phát hiện và chúng còn chịu muối tốt hơn, tức là tới mức 25% NaCl (Granroth và cộng sự, 1978) Các enzym loại này có lẽ đóng vai trò quan trọng trong việc làm chín cá trích clupea muối kiểu Scanđinavia (Knoechel và Huss, 1984) và có thể trong một số loại nước mắm ở Đông Nam Á Sự chín tự nhiên của các sản phẩm này xảy ra chỉ khi ở trong cá còn lại một phần của đường tiêu hóa

Hình 2.10 Hoạt tính của enzym phân giải protein từ manh tràng của cá trích cơm

ở các nồng độ NaCl khác nhau (37 0 C) (Marvik, 1976)

2.1.2.4 Các biến đổi do vi khuẩn

a) Hệ vi khuẩn trong cá sống

Vi sinh vật có mặt trên toàn bộ mặt ngoài (da và mang) và trong nội tạng của cá sống và cá vừa đánh lên Như được biết thì lượng vi sinh vật có biên độ rất rộng như nêu dưới đây:

Da 102 - 107/cm2

Mang 103 - 109/g

Nội tạng 103 - 109/g (Shewan, 1962)

Biên độ rộng này phản ánh ảnh hưởng của môi trường Ví dụ, cá từ vùng

nước lạnh sạch có lượng vi sinh vật rất thấp (10 -100/cm ) (Liston, 1980a; Huss và Eskildsen, 1974), trong khi cá từ vùng nước bị ô nhiễm hoặc nước ấm nhiệt đới có lượng vi khuẩn cao hơn nhiều (Skewan, 1977) Thường thấy rằng lượng vi khuẩn trong nội tạng cũng chịu ảnh hưởng của môi trường và nguồn thức ăn Trong cá không đi ăn có thể thấy những điều kiện gần như vô trùng Tuy nhiên, công trình nghiên cứu gần đây hình như đã phát hiện được một hệ khuẩn đặc thù trong nội tạng của ít nhất một loài cá (Gadus morhua) Trong đó lượng khuẩn

vào khoảng 107/g thuộc nhóm Vibrio Gram âm thường xuyên, được tìm thấy

trong tất cả các loài cá cho dù được đánh bắt ở đâu, mùa vụ nào và thức ăn trong dạ dày ra sao (Larsen và cộng sự, 1978) Công trình ở Nhật Bản đã cho thấy rằng hệ vi khuẩn nội tạng khác nhau theo đặc điểm giải phẫu của đường tiêu hóa Theo các báo cáo thì hầu như đại đa số vi sinh vật ở cá mới đánh bắt lên từ các vùng nước ôn đới là các trực trùng hiếu khí hoặc kỵ khí ngẫu nhiên, chịu lạnh, Gram âm thuộc các giống Pseudomonas, Alteromnas, Moraxella, Acinetobacter, Flaybacterium, Cytophaga và Vibrio (Shewan, 1977) Một vài

công trình phân tích đối với cá vùng nhiệt đới đã cho thấy thế trội hơn của các vi khuẩn Gram dương như Micrococus, Bacillus và các Coryneform (Shewan, 1977;

Gil-lesspie và Macrae, 1975) Tuy nhiên, theo số liệu trong một số công trình tổng quan rất chi tiết và công trình thực nghiệm của bản thân mình, Lima dos Santos (1978) đã đi đến kết luận rằng các vi khuẩn Gram dương không chiếm ưu thế trong hệ vi sinh vật của cá nhiệt đới Điều có thể quan trọng hơn đó là nhu cầu nhiệt độ cho sự phát triển của các vi sinh vật Shewan (1977) có báo cáo về tỷ lệ cao hơn rõ rệt của các khuẩn chịu lạnh có trong cá ở vùng ôn đới và hàn đới, và việc so sánh các số liệu do ông thu được cho thấy chỉ có 5% của hệ vi sinh vật trong cá đánh bắt được ở biển Bắc Băng Dương có thể phát triển ở 370C so với khoảng 55% hệ vi sinh vật trong cá đánh bắt được ở vùng ven biển Cộng hòa Hồi giáo Mauritanie (Tây Bắc châu Phi)

Theo Lima dos Santos (1978), vì nhiều lý do, cần phải rất thận trọng khi so sánh các số liệu từ các nguồn khác nhau về các hệ vi khuẩn của cá Thứ nhất, cần phải thấy rằng có rất nhiều vi khuẩn và thông thường việc nghiên cứu các hệ chỉ giới hạn ở một số ít chủng của các vi khuẩn này (20 - 100) Điều đó có nghĩa là có lẽ mới chỉ xác định được các nhóm chủ yếu và có thể có những sai số cũng như những kết luận sai Thứ hai, như ta đã biết, các kết quả của các công trình nghiên cứu về vi khuẩn bị ảnh hưởng rất lớn bởi các phương pháp được áp dụng

Cuối cùng, vị trí phân loại của các vi sinh vật vẫn còn chưa được xác định một cách chắc chắn Hệ vi sinh vật của cá nước ngọt khác đáng kể so với hệ vi sinh vật của cá biển Liston (1980) đã cho biết về tỷ lệ cao của các khuẩn Gram dương như Sreptococcus, Micrococcuss, Bacillus và Coryneform, trong khi đó Shewan

(1977) cho thấy rằng có giống Aeromonas trong tất cả cá nước ngọt mà lại không

có trong các loài cá biển Mặc dù các trực trùng Gram âm chịu lạnh có trong cá biển cũng chiếm ưu thế trong hệ vi sinh vật của cá nước ngọt, nhưng một loại khuẩn thường gây ươn hỏng cho cá là Alteromonas putrefacines lại không thấy có

trong quá trình ươn hỏng của cá nước ngọt ở Barxin (Lima dos Santos, 1978)

b) Những biến đổi của các hệ vi sinh vật trong bảo quản và ươn hỏng

Sau giai đoạn ức chế ban đầu, mà khoảng thời gian của nó phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ, các vi khuẩn trong cá bước vào giai đoạn phát triển hàm số mũ và trong các điều kiện hiếu khí thì tổng số vi khuẩn đạt đến giá trị 108 - 109/g thịt hoặc trên 1 cm2 da khi đã có sự ươn hỏng Ở các điều kiện nhiệt độ thấp, những biến đổi về chất kéo theo sự gia tăng số vi khuẩn và trong các loài cá biển thì

Pseudomonas và Alteromonas là các giống chiếm ưu thế, không phụ thuộc vào

thành phần các hệ vi khuẩn ban đầu Shewan (1977) cho rằng điều đó là do các điều kiện nhiệt độ thấp, thời gian sản sinh của các giống này ngắn hơn nhiều Ở nhiệt độ môi trường cao cá ươn rất nhanh (24 - 36 h) và còn chưa rõ về thành phần hệ vi khuẩn hoặc các loài gây ươn chủ yếu ở các điều kiện nhiệt độ này Trong các điều kiện yếm khí hoặc với nồng độ oxy thấp (ví dụ, bao gói chân không hoặc bảo quản trong nước biển lạnh) lượng vi khuẩn sẽ thấp hơn nhiều, thường ở mức 106/g cá Tuy nhiên, xuất hiện những biến đổi đáng kể về thành phần hệ vi khuẩn khi các điều kiện trở nên thích hợp cho các loài kỵ khí ngẫu nhiên có thể sử dụng TMAO hoặc các hợp chất bị oxy hóa khác trong cơ cá

c) Sự xâm nhập của vi khuẩn

Trong cá sống khỏe mạnh và cá tươi mới đánh lên, các cơ cá vô trùng và vì vậy sự nhiễm khuẩn chỉ xảy ra trên bề mặt ngoài và trong của cá Trước đây người ta cho rằng vi khuẩn xâm nhập mô cơ bằng con đường mao mạch hoặc thấm qua da Tuy nhiên, các kiểm chứng mô học đã cho thấy rằng trong trường hợp cá ướp lạnh chỉ có rất ít vi khuẩn xâm nhập vào cơ và chỉ ở giai đoạn rất muộn (Shewan và Murray, 1979) Kiểm tra vi thể (bằng kính hiển vi) cá tuyết