Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme protamex và tỷ lệ muối đến hàm lượng đạm trong nước mắm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TRẦN VĂN THANH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG ENZYME PROTAMEX VÀ TỶ LỆ MUỐI ĐẾN HÀM LƯỢNG ĐẠM TRONG NƯỚC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TRẦN VĂN THANH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG ENZYME PROTAMEX VÀ TỶ LỆ MUỐI ĐẾN HÀM LƯỢNG ĐẠM TRONG NƯỚC MẮM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CHẾ BIẾN THỦY SẢN

GVHD: TS NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG

Nha Trang, 7/ 2013

LỜI CẢM ƠN

Sau hơn 3 tháng nghiên cứu và thực tập tại phòng thí nghiệm, đến nay, em

đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này, em đã nhận được sự giúp

đỡ nhiệt tình từ các thầy cô giáo trong khoa cũng như bộ môn

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của cô TS Nguyễn Thị Mỹ Hương đã định hướng và tận tình chỉ dẫn em trong suốt quá trình đề tài cũng như hoàn thành đồ án tốt nghiệp Ngoài ra, em xin cảm ơn các thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm đã hết sức tạo điều kiện cho em để hoàn thành nhanh chóng đề tài

Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các bạn cùng nhóm làm

đề tài đã góp ý giúp đỡ truyền đạt cách làm để mình hoàn thành tốt đề tài

Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến tất cả những người thân trong gia đình đã hết lòng động viên, tạo điều kiện và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập cũng như hoàn thành đồ án này

Nha Trang, tháng 7 năm 2013

Sinh viên thực hiện

i

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC CÁC BẢNG iv

DANH MỤC CÁC HÌNH v

MỞ ĐẦU 1

Chương 1.TỔNG QUAN 2

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ CƠM 2

1.1.1 Các loại cá cơm 2

1.1.2 Tình hình khai thác và sản lượng đánh bắt cá cơm 5

1.1.3 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá cơm 5

1.2 Phương pháp sản xuất nước mắm cá cơm 6

1.2.1 Phương pháp chế biến nước mắm cổ truyền 6

1.2.2 Phương pháp chế biến nước mắm bằng hóa học 8

1.2.3 Phương pháp chế biến nước mắm bằng vi sinh vật 9

1.3 Tiêu chuẩn chất lượng nước mắm ( TCVN 5107-2003) 10

1.4 Tổng quan về enzyme protease và sự thủy phân bằng enzyme 12

1.4.1 Giới thiệu chung enzyme protease 12

1.4.2 Phân loại Protease 13

1.4.3 Nguồn thu protease vi sinh vật 14

1.4.4 Cơ chế tác dụng của enzyme 15

1.4.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme 16

1.4.6 Một số enzyme thương mại thường được sử dụng trong quá trình thủy phân protein .18

1.5 Các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về nước mắm và sự thủy phân bằng enzyme protease 20

1.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới về nước mắm và sự thủy phân protein bằng enzyme .20

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước về nước mắm và sự thủy phân protein bằng enzyme .22

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Đối tượng nghiên cứu 24

2.1.1 Cá cơm thường 24

2.1.2 Enzym Protamex 25

ii

2.1.3 Muối 25

2.2 Phương pháp nghiên cứu 26

2.2.1 Xác định thành phần hóa học của cá cơm 26

2.2.2 Bố trí thí nghiệm xác định các biến đổi của thành phần đạm của nước mắm 27

2.2.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm nước mắm 29

2.3 Thời gian ngiên cứu 29

2.4 Địa điểm nghiên cứu 29

2.5 Phương pháp phân tích 30

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

3.1 Kết quả xác định thành phần hóa học cá cơm 31

3.2 Kết quả nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng đạm trong nước mắm 31

3.2.1 Biến đổi hàm lượng đạm tổng số trong nước mắm 31

3.2.2 Biến đổi hàm lượng đạm acid amin trong nước mắm 32

3.2.3 Biến đổi hàm lượng đạm amoniac trong nước mắm 33

3.3 Chất lượng nước mắm sau 60 ngày lên men 34

3.3.1 Hàm lượng về đạm của nước mắm sau 60 ngày lên men 34

3.3.2 Điểm cảm quan chung của nước mắm 37

3.4 Đánh giá chất lượng của nước mắm có bổ sung enzyme Protamex 1% ở nồng độ muối 25% 39

3.4.1 Chỉ tiêu cảm quan của nước mắm 39

3.4.2 Chỉ tiêu hóa học của nước mắm 40

3.4.3 Chỉ tiêu vi sinh vật của nước mắm 40

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 41

4.1 Kết luận 41

4.2 Đề xuất ý kiến 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 PHỤ LỤC

iv

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của cá cơm (% theo khối lượng) 5

Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng của cá cơm 6

Bảng 1.3: Yêu cầu cảm quan của nước mắm 10

Bảng 1.4: Các chỉ tiêu hóa học của nước mắm 11

Bảng 1.5: Chỉ tiêu vi sinh vật của nước mắm 11

Bảng 3.1: Thành phần hóa học của cá cơm 31

Bảng 3.2: Chỉ tiêu cảm quan của nước mắm 39

Bảng 3.3: Chỉ tiêu hóa học của nước mắm 40

Bảng 3.4: Chỉ tiêu vi sinh vật của nước mắm 40

v

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Cá cơm thường 3

Hình 1.2: Cá cơm săng 4

Hình 1.3: Cá cơm Ấn Độ 5

Hình 1.4: Sơ đồ quy trình công nghệ sản phẩm nước mắm cổ truyền 7

Hình 1.5: Sơ đồ quy trình chế biến nước mắm bằng hóa học 8

Hình 1.6: Sơ đồ quy trình chế biến nước mắm bằng phương pháp vi sinh vật 9

Hình 2.1: Cá cơm thường .26

Hình 2.2: Cá cơm đã xay 24

Hình 2.3: Sơ đồ xác định thành phần hóa học của cá cơm 26

Hình 2.4: Sơ đồ xác định biến đổi thành phần đạm của nước mắm 27

Hình 3.1: Biến đổi hàm luợng nitơ tổng số trong nước mắm theo thời gian 31

Hình 3.2: Biến đổi hàm lượng nitơ acid amin trong nước mắm theo thời gian 32

Hình 3.3: Biến đổi hàm lượng nitơ amoniac trong nước mắm theo thời gian 33

Hình 3.4: Hàm lượng nitơ tổng số của nước mắm sau 60 ngày 34

Hình 3.5: Hàm lượng nitơ acid amin trong nước mắm sau 60 ngày 35

Hình 3.6: Hàm lượng nitơ amoniac trong nước mắm sau 60 ngày 36

Hình 3.7: Điểm cảm quan trung bình chung sau 60 ngày 37

Hình 3.8: Nước mắm có bổ sung enzyme Protamex 1% ở nồng độ muối 25% 39

1

MỞ ĐẦU

Sản xuất nước mắm là một thế mạnh của ngành thủy sản nước ta Hàng năm, nghề này tiêu thụ khoàng 40-60% tổng số cá đánh bắt được và được chế biến khắp nơi trên toàn quốc

Nghề làm nước mắm của nước ta hiện nay đa phần vẫn còn theo phương pháp truyền thống có nhược điểm là thời gian dài thường từ 6-12 tháng vì vậy cần rút ngắn thời gian sản xuất nước mắm bằng việc bổ xung thêm enzyme thương mại

Trong quá trình sản xuất nước mắm, vấn đề cần quan tâm đó là làm thế nào để nâng cao hiệu quả sản xuất nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng của sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng

Tỷ lệ muối là một yếu tố vô cùng quan trọng ảnh hưởng đến thời gian thủy phân và chất lượng của nước mắm Vì nồng độ muối phải đảm bảo có tác dụng thúc đẩy quá trình thủy phân protein, đồng thời đủ khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật

Ngày nay, việc ứng dụng enzyme trong chế biến thực phẩm đang được nhiều nhà khoa học quan tâm Bởi enzyme là chất xúc tác sinh học, đóng vai trò quan trọng trong chế biến thực phẩm, y học, mỹ phẩm,

Từ những vấn đề cấp thiết trên tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh

hưởng của việc bổ sung enzyme Protamex và tỷ lệ muối đến hàm lượng đạm trong nước mắm”

2

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ CƠM

1.1.1 Các loại cá cơm

Chủng loại cá cơm rất đa dạng và phong phú gồm nhiều loài khác nhau: Theo FishBase.org thì họ này bao gồm 16-17 chi và khoảng 139-142 loài

• Chi Pseudosetipinna

• Phân họ Coiliinae gồm 5 chi và 47 loài

o Chi Coilia: 13 loài cá lành canh, sống trong môi trường nước mặn

và nước ngọt

o Chi Lycothrissa: 1 loài

o Chi Papuengraulis: 1 loài

o Chi Setipinna: 8 loài

o Chi Thryssa: 24 loài

• Phân họ Engraulinae gồm 11 chi và 94 loài

o Chi Amazonsprattus: 1 loài

o Chi Anchoa: 36 loài

o Chi Anchovia: 3 loài

o Chi Anchiovella: 15 loài

o Chi Cetengraulis: 2 loài

o Chi Encrasicholina: 5 loài

o Chi Engraulis: 7 loài

o Chi Jurengraulis: 1 loài

o Chi Lycengraulis: 4 loài

o Chi Pterengraulis: 1 loài

o Chi Stolephorus: 19 loài [35]

Ở Việt Nam, những loài cá cơm phân bố chính như sau:

1.1.1.1 Cá cơm thường

- Tên tiếng Anh: Commerson’s anchovy

- Tên khoa học: Stolephorus commersonii

- Vùng phân bố: Vịnh Bắc Bộ và vùng biển miền Trung và Nam Bộ

3

- Nguồn nguyên liệu: khai thác

- Mùa vụ khai thác: quanh năm

- Ngư cụ khai thác: lưới vây, kéo, mành

- Kích thước khai thác: 50-70mm

- Dạng sản phẩm: cá khô, làm nước mắm

- Cá cơm là một họ các loài cá chủ yếu sống trong nước mặn (có một số loài sống trong nước ngọt hay nước lợ), có kích thước nhỏ (chiều dài tối đa là 50cm, nhưng phổ biến là dưới 15 cm), phổ biến là bơi thành đàn và ăn các loài sinh vật phù du, chủ yếu là thực vật phù du, trừ một số loài ăn cả cá Chúng phân bố khắp thế giới Cá cơm có thân hình trắng, dài chừng đốt ngón tay Cá cơm chỉ có vào mùa nước cạn, khoảng tháng ba âm lịch [28].

Hình 1.1: Cá cơm thường

1.1.1.2 Cá cơm săng

- Tên tiếng Anh: Spined anchovy

- Tên khoa học : Stolephorus tri

- Nguồn nguyên liệu: khai thác

- Vùng phân bố: Vịnh Bắc Bộ, vùng biển miền Trung và Nam Bộ

- Mùa vụ khai thác: quanh năm

- Ngư cụ khai thác: lưới vây, lưới kéo, mành

- Kích thước khai thác: 40-55mm

- Dạng sản phẩm: đông lạnh tươi , cá khô, làm nước mắm

4

- Đặc điểm hình thái: thân dài, dẹp bên Đầu tương đối to, mõm ngắn, chiều dài thân gấp 4,8 lần chiều cao thân và 4,6 lần chiều dài đầu, mắt tương đối to Không có màng mỡ mắt, khoảng cách hai mắt rộng Trên hàm, xương lá mía, xương khấu cái đều có răng nhỏ Khe mang rộng, lược mang dài và nhỏ Vẩy tròn, nhỏ, dễ rụng, có một vây lưng, khởi điểm nằm ở sau khởi điểm của vây bụng, trước khởi điểm của vây hậu môn Thân màu trắng, bên thân có một sạc chọ màu trắng bạc, các vây màu trắng, riêng vây đuôi màu xanh lục [30] [28]

Hình 1.2: Cá cơm săng 1.1.1.3 Cá cơm Ấn Độ

- Tên tiếng Anh: Indian anchovy

- Tên khoa học : Stolephorus indicus

- Đặc điểm hình thái: Thân dài hình trụ, hơi dẹp bên, đầu tương đối dài Mốm tù, chiều dài thân gấp 4,9 – 5,3 lần chiều cao thân và 4,0 – 4,9 lần chiều dài đầu Mắt tương đối to, không có màng mỡ mắt, khoảng cách hai mắt rộng, hơi gồ lên Mút sau cùng của xương hàm trên dài đến khe mang Trên hàm, xương lá mía, xương khấu cái đều có răng nhỏ Khe mang rộng, lược mang nhiều, mang giả phát triển Vẩy tròn, dễ rụng Có một vây lưng tương đối to, khởi điểm nằm ngang bằng với điểm giữa của khoảng cách từ vây bụng đến vây hậu môn Vây ngực to, vây bụng nhỏ Thân màu trắng, bên thân có một sọc dài màu trắng bạc, trên đầu có một chấm màu xanh lục Vây lưng và vây đuôi màu xanh [28], [30], [31]

5

Hình 1.3: Cá cơm Ấn Độ 1.1.2 Tình hình khai thác và sản lượng đánh bắt cá cơm

Theo báo cáo của Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn trong 5 tháng đầu năm 2012, tổng sản lượng xuất khẩu thủy sản của cả nước đạt 2.067,2 nghìn tấn, tăng 3,9% so với cùng kỳ năm 2011 Về khai thác thủy sản 5 tháng đầu năm ước tính đạt gần 1051 nghìn tấn, tăng 3,0% so với cùng kỳ năm 2011, riêng khai thác biển 5 tháng ước đạt 986 nghìn tấn, tăng 3,2 % so với năm 2011 Trong đó, sản lượng cá cơm và cá nục chiếm khoảng 60% tổng sản lượng khai thác (khoảng 591,6 nghìn tấn) Tình hình khai thác cá cơm những tháng đầu năm 2013 tiếp tục trúng đậm mùa cá cơm ở nhiều nơi trên cả nước: Phú Yên, Khánh Hòa, Nghệ An, Quảng Nam… Riêng ở Nghệ An, theo người dân cho biết, cứ mỗi thuyền ra biển

từ 3-5 ngày có thể thu hoạch được 7-10 tấn cá cơm [29], [34]

1.1.3 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá cơm

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của cá cơm (% theo khối lượng) [4]

6

Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng của cá cơm [29]

Thành phần dinh dưỡng trong 100g thực phẩm ăn được

Thành Phần Chính

1.2 Phương pháp sản xuất nước mắm cá cơm

Hiện nay, nguồn nguyên liệu cá cơm khoảng 40-60% được sử dụng chủ yếu để sản xuất nước mắm cá cơm thông qua phương pháp sản xuất nước mắm truyền thống như gài nén hoặc khuấy đảo Sản phẩm nước mắm tạo ra là một loại nước chấm quen thuộc của nước ta và không thể thiếu trong mỗi bữa ăn của người dân Việt với giá trị dinh dưỡng cao và hấp dẫn bởi hương vị đậm đà [32]

1.2.1 Phương pháp chế biến nước mắm cổ truyền

7

Phương pháp gài nén

- Cho muối một lần hoặc nhiều lần

- Không cho nước lã

- Gài nén và không đánh khuấy

Phương pháp hỗn hợp

- Kết hợp giữa 2 phương pháp gài nén và đánh khuấy

- Lúc đầu thực hiện phương pháp gài nén

- Sau đó thực hiện phương pháp đánh khuấy

Phương pháp

Cá + muối

Ủ (2 ngày)

Lên men (6-12 tháng) Chượp chín Chiết rút Nước mắm cốt

Bã chượp Lên men lần 2 (6-12 tháng) Dịch nước mắm Chượp

Bã chượp Lên men nhiều lần

Dịch nước mắm Phối trộn Nước mắm thành phẩm

Hình 1.4: Sơ đồ quy trình công nghệ sản phẩm nước mắm cổ truyền

Thành phẩm Thức ăn gia súc

Hình 1.5: Sơ đồ quy trình chế biến nước mắm bằng hóa học

• Nguyên liệu: các loài thủy sản có đạm như tôm, cua, cá, nghêu, sò và nước muối cá cũ

9

• Lọc và điều chỉnh chất lượng sản phẩm:

 Vớt chất béo nổi phía trên và lọc qua vải để giữ cặn, xương và xác chưa bị thủy phân

 Điều chỉnh nồng độ muối về khoảng 200Bé

 Điều chỉnh nồng độ đạm bằng cách đun ở nhiệt độ 60-700C hoặc phơi nắng sau đó bổ sung bezoat Na với nồng độ 1%

 Kéo rút nước mắm qua bã chượp tốt hoặc trộn với nước mắm cốt [32]

1.2.3 Phương pháp chế biến nước mắm bằng vi sinh vật

Nguyên lý

Sử dụng hệ enzym protease trong nấm mốc Aspergilus oryzea để thủy phân protein thịt cá thành các acid amin ở điều kiện nhiệt độ và môi trường thích hợp

Phương pháp

Nguyên liệu

Xử lý Thủy phân (mốc 3-4%) Nước lọc Lọc

Dịch thủy phân Sản phẩm

Hình 1.6: Sơ đồ quy trình chế biến nước mắm bằng phương pháp vi sinh vật

• Xử lý: cá phải rửa sạch bùn, đất, tạp chất, cá to phải cắt nhỏ

• Thủy phân:

 Mốc: yêu cầu tốc độ sinh trưởng và phát triển nhanh, hình thái khuẩn

ty to và mập, tốt nhất là sau 2 ngày ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp

 Tỉ lệ giữa mốc và cá từ 3-4% tính theo chế phẩm mốc thô và cá xay nhỏ, trộn với mốc

 Nước cho vào 5-10% để vừa đủ ngấm mốc, giúp men hoạt động tốt, nhiệt độ thủy phân 37-41oC, thời gian 10-15 ngày chượp sẽ chín

10

 Muối: sử dụng muối có tinh thể nhỏ, màu sáng, độ trắng cao, không vón cục, không bị chát, lượng muối cho vào 4-6% so với khối lượng

cá

• Lọc: nước lọc và nước rửa bã bằng 30% so với khối lượng cá Sau đó:

 Đun sôi: nhỏ lửa có tác dụng khử mùi, vi sinh vật, chất bẩn

 Thêm muối vào để đạt đến độ mặn nước chấm

 Kéo rút dịch này qua bả chướp tốt

Tuy nhiên, phương pháp chế biến nước mắm bằng vi sinh vật cũng tồn tại nhiều nhược điểm:

• Nước mắm không có hương vị vì thời gian sản xuất ngắn

• Nước mắm bị chua do tinh bột lên men lactic hoặc do sinh ra acid dễ bay hơi khi cá bị ươn

• Đắng do xác vi sinh vật còn tồn tại hoặc do chất lượng của muối kém, có nhiều ion Ca2+, Mg2+ [32]

1.3 Tiêu chuẩn chất lượng nước mắm ( TCVN 5107-2003)

Các yêu cầu cảm quan của nước mắm được quy định trong Bảng 1.3 [1]

Bảng 1.3: Yêu cầu cảm quan của nước mắm

Yêu cầu Tên chỉ

2.Độ

3.Mùi Thơm mùi đặc trưng của nước mắm, không có mùi lạ

4.Vị

Ngọt đậm của đạm, có hậu vị rõ

nhìn thấy

bằng mắt

thường

Không được có

11

Các chỉ tiêu hóa học của nước mắm được quy định trong Bảng 1.4 [1]

Bảng 1.4: Các chỉ tiêu hóa học của nước mắm

Mức chất lượng Tên chỉ tiêu

1.Hàm lượng nitơ toàn phần, tính bằng

2.Hàm lượng nitơ axit amin, tính bằng

% so với nitơ toàn phần, không nhỏ hơn 55 50 40 35 3.Hàm lượng nitơ ammoniac, tính bằng

% so với nitơ toàn phần, không lớn hơn 20 25 30 35 4.Hàm lượng axit, tính bằng g/l theo

5.Hàm lượng muối, tính bằng g/l, trong

Chỉ tiêu vi sinh vật của nước mắm được quy định trong Bảng 1.5 [1]

Bảng 1.5: Chỉ tiêu vi sinh vật của nước mắm

1.Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1ml 105

6.Tổng số bào tử nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc

12

1.4 Tổng quan về enzyme protease và sự thủy phân bằng enzyme

1.4.1 Giới thiệu chung enzyme protease

Nhóm enzyme protease (peptit-hydrolase 3,4) xúc tác quá trình thủy phân

lên liên kết peptit (-CO-NH-)n trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩm cuối cùng là các acid amin Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thủy phân liên kết este và vận chuyển acid amin

Protease cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức

độ tế bào, cơ quan đến cơ thể nên được phân bố rộng rãi trên nhiều đối tượng từ

vi sinh vật (vi khuẩn, nấm và virus) đến thực vật (đu đủ, dứa…) và động vật (gan, dạ dày bê…) So với protease động vật và thực vật, protease vi sinh vật có những đặc điểm khác biệt Trước hết, hệ protease vi sinh vật là một hệ thống rất phức tạp bao gồm nhiều enzyme rất giống nhau về cấu trúc, khối lượng và hình dạng phân tử nên rất khó tách ra dưới dạng tinh thể đồng nhất

Hầu hết các protease phân cắt protein ở các liên kết đặc hiệu, vì thế có thể

sử dụng các enzyme này theo chiều phản ứng tổng hợp để tổng hợp các liên kết peptit định trước Yếu tố tăng cường quá trình tổng hợp bao gồm pH, các nhóm carboxyl hoặc nhóm amin được lựa chọn để bảo vệ, khả năng kết tủa sản phẩm,…

Trong cơ thể, protein thực phẩm được phân giải ở bộ máy tiêu hóa bởi các enzyme phân giải protein Đầu tiên là pepsin trong dịch dạ dày, sau đó là các protease được tiết ra ở tuyến tụy và từ các tế bào ở màng nhày thành ruột Các acid amin tự do và các peptit ngắn được hấp thụ và đi qua các tế bào hình lông ở thành ruột Phần lớn các peptit được hấp thụ bị thủy phân ở các tế bào thành ruột Các acid amin được hấp thụ sẽ đi vào gan và sau đó tham gia vào quá trình chuyển hóa Quá trình thủy phân protein đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nhiều loại thực phẩm Quá trình này có thể được thực hiện nhờ chính protease của thực phẩm đó hay do các protease vi sinh vật được đưa vào trong quá trình chế biến thực phẩm

Quá trình thủy phân protein đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nhiều loại thực phẩm Quá trình này có thể được thực hiện nhờ chính protease của thực

13

phẩm đó hay do các protease vi sinh vật được đưa vào trong quá trình chế biến thực phẩm [36]

1.4.2 Phân loại Protease

- Protease (peptidase) thuộc phân lớp 4 của lớp thứ 3 (E.C.3.4) trong hệ thống phân loại các nhóm enzyme

- Protease được phân chia thành hai loại: endopeptidase và exopeptidase

- Dựa vào vị trí tác động trên mạch polypeptit, exopeptidase được phân chia thành hai loại:

• Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptit ở đầu N tự do của chuỗi

polypeptit để giải phóng ra một amino acid, một dipeptit hoặc một tripeptit

• Carboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptit ở đầu C của chuỗi

polypeptit và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptit

- Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia thành bốn nhóm:

• Serin proteinase: là những proteinase chứa nhóm –OH của gốc serine

trong trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc tác của enzyme Nhóm này bao gồm hai nhóm nhỏ: chymotrypsin và subtilisin Nhóm chymotrypsin bao gồm các enzyme động vật như: chymotrypsin, trypsin, elastase Nhóm subtilisin bao gồm hai loại enzyme vi khuẩn như Subtilisin Carlsberg, Subtilisin BPN Các serine proteinase thường hoạt động mạnh ở vùng kiềm tính và thể hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng

• Cysteine proteinase: Các proteinase chứa nhóm –SH trong trung tâm hoạt động Cystein proteinase bao gồm các proteinase thực vật như papayin, bromelin, một vài protein động vật và proteinase ký sinh trùng Các cystein proteinase thường hoạt động ở vùng pH trung tính, có tính đặc hiệu cơ chất rộng

• Aspartic proteinase: Hầu hết các aspartic proteinase thuộc nhóm pepsin Nhóm pepsin bao gồm các enzyme tiêu hóa như: pepsin, chymosin, cathepsin, rennin Các aspartic proteinase có chứa nhóm carboxyl trong trung tâm hoạt động

và thường hoạt động mạnh ở pH trung tính

14

• Metallo proteinase: Metallo proteinase là nhóm proteinase được tìm thấyở

vi khuẩn, nấm mốc cũng như các vi sinh vật bậc cao hơn Các metallo proteinase thường hoạt động vùng pH trung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA

- Ngoài ra, protease được phân loại một cách đơn giản hơn thành ba nhóm:

• Protease acid: pH = 2 – 4

• Protease trung tính: pH = 7– 8

• Protease kiềm: pH = 9 – 11 [36]

1.4.3 Nguồn thu protease vi sinh vật

Trong công nghiệp, protease có thể thu từ nhiều nguồn chủ yếu từ vi sinh vật như: vi khuẩn, nấm mốc, xạ khuẩn

1.4.3.1 Vi khuẩn

Lượng protease sản xuất từ vi khuẩn được ước tính vào khoảng 500 tấn, chiếm 59% lượng enzyme được sử dụng Protease của động vật hay thực vật chỉ chứa một trong hai loại endopeptidase hoặc exopeptidase, riêng vi khuẩn có khả năng sản sinh ra cả hai loại trên, do đó protease của vi khuẩn có tính đặc hiệu cơ chất cao Chúng có khả năng phân hủy tới 80% các liên kết peptit trong phân tử protein

Trong các chủng vi khuẩn có khả năng tổng hợp mạnh protease là Bacillus

subtilis, B mesentericus, B thermorpoteoliticus và một số giống thuộc chi Clostridium Trong đó, B subtilis có khả năng tổng hợp protease mạnh nhất Các

vi khuẩn thường tổng hợp các protease hoạt động thích hợp ở vùng pH trung tính

và kiềm yếu

Các protease trung tính của vi khuẩn hoạt động ở khoảng pH hẹp (pH 5 – 8) và có khả năng chịu nhiệt thấp Các protease trung tính tạo ra dịch thủy phân protein thực phẩm ít đắng hơn so với protease động vật và tăng giá trị dinh dưỡng Các protease trung tính có khả năng ái lực cao đối với các amino acid ưa

béo và thơm Chúng được sinh ra nhiều bởi B subtilis, B.mesentericus, B

thermorpoteoliticus và một số giống thuộc chi Clostridium

Protease của Bacillus ưa kiềm có điểm đẳng điện bằng 11, khối lượng phân tử từ 20.000-30.000 Ổn định trong khoảng pH 6 – 12 và hoạt động trong khoảng pH rộng 7– 12 [36]

15

1.4.3.2 Nấm mốc

Nhiều loại nấm mốc có khả năng tổng hợp một lượng lớn protease được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm là các chủng: Aspergillus oryzae, A terricola, A fumigatus, A saitoi, Penicillium chysogenum… Các loại nấm mốc này có khả năng tổng hợp cả ba loại protease: acid, kiềm và trung tính Nấm mốc đen tổng hợp chủ yếu các protease acid, có khả năng thủy phân protein ở pH 2,5 – 3

Một số nấm mốc khác như: A candidatus, P cameberti, P roqueforti…cũng có khả năng tổng hợp protease có khả năng đông tụ sữa sử dụng trong sản xuất fomat [36]

1.4.3.3 Xạ khuẩn

Về phương diện tổng hợp protease, xạ khuẩn được nghiên cứu ít hơn vi khuẩn và nấm mốc Tuy nhiên, người ta cũng đã tìm được một số chủng có khả năng tổng hợp protease cao như: Streptomyces grieus, S fradiae, S trerimosus Các chế phẩm protease từ xạ khuẩn được biết nhiều là pronase (Nhật) được tách chiết từ S grieus, enzyme này có đặc tính đặc hiệu rộng, có khả năng thủy phân tới 90% liên kết peptit của nhiều protein thành amino acid Ở Liên Xô (cũ), người ta cũng tách được chế phẩm tương tự từ S grieus có tên là protelin Từ S fradiae cũng có thể tách chiết được keratinase thủy phân karetin Ở Mỹ, chế phẩm được sản xuất có tên là M-Zim dùng trong sản xuất da Protease từ S fradiae cũng có hoạt tính elastase cao, do đó chúng được dùng trong công nghiệp chế biến thịt Cũng do là phức hệ gồm nhiều enzyme khác nhau nên protease vi sinh vật thường có tính đặc hiệu rộng rãi cho sản phẩm thuỷ phân triệt để và đa dạng [36]

Enzyme thường tác động vào cơ chất theo phương trình phản ứng sau:

E + S ES P + E

Trong đó: E: enzyme

S: cơ chất ES: phức hợp enzyme – cơ chất P: Sản phẩm

Enzyme có tác dụng và chuyển hóa cơ chất chuyển qua ba giai đoạn:

16

Giai đoạn 1: enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo thành phức

hợp enzyme – cơ chất (ES) không bền, phản ứng xảy ra nhanh và đòi hỏi năng lượng thấp, các liên kết yếu tạo thành giữa enzyme và cơ chất trong phức hợp ES là: tương tác tĩnh điện, liên kết Hydrogen, liên kết Vandecvan

Giai đoạn 2: là giai đoạn tạo phức chất hoạt hóa xảy ra sự biến đổi cơ

chất, dưới tác dụng của một số nhóm chức trong trung tâm hoạt động của enzyme làm cho cơ chất từ chỗ không hoạt động trở thành hoạt động

Giai đoạn 3: là giai đoạn tạo sản phẩm của phản ứng và giải phóng

enzyme Đây là giai đoạn cuối của quá trình phản ứng từ cơ chất sẽ hình thành sản phẩm và enzyme được giải phóng ra dưới dạng tự do ban đầu [3].

1.4.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme

1.4.5.1 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme

Khi nồng độ enzyme thấp, lượng cơ chất lớn, vận tốc phản ứng thủy phân phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ enzyme Khi nồng độ enzyme tăng, đạt tới giá trị tới hạn thì nồng enzyme tăng tiếp, tốc độ phản ứng tăng chậm, thậm chí không tăng

1.4.5.2 Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất

Khi lượng cơ chất ít, nếu tăng nồng độ cơ chất, tốc độ phản ứng thủy phân tăng nhưng không tăng vô hạn mà khi nồng độ cơ chất tăng quá giới hạn cho phép, vận tốc phản ứng enzyme có thể giảm

1.4.5.3 Ảnh hưởng của các chất kìm hãm

Chất kìm hãm hay còn gọi là các chất ức chế là những chất mà khi trong phản ứng có sự hiện diện của chúng, enzyme có thể bị giảm hoặc mất hoạt tính Các chất này có thể là các ion, các phân tử vô cơ, hữu cơ Các chất kìm hãm thuận nghịch hoặc không thuận nghịch, cạnh tranh hoặc không cạnh tranh

Người ta đã xác định được với từng loại enzyme, chất kìm hãm là những chất gì, cơ chế kìm hãm của từng chất, mức độ kìm hãm… khi sử dụng enzyme vào từng quá trình thủy phân cụ thể, ta cần phải biết rõ các chất kìm hãm của nó

để điều chỉnh phản ứng [3]

1.4.5.4 Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa

Các chất hoạt hóa là những chất có tác dụng làm tăng tính hoạt tính enzyme Các chất này có bản chất hóa học khác nhau, có thể là ion kim loại,

1.4.5.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Enzyme có bản chất protein nên kém bền với nhiệt, chúng chỉ có tác dụng xúc tác trong một khoảng nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ làm chúng bị biến tính Trong khoảng nhiệt độ đó, khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng tăng ảnh hưởng của nhiệt độ (trong khoảng nhiệt độ giới hạn biến tính) đến tốc độ phản ứng thủy phân bằng enzyme được đặc trưng bởi hệ số:

Với từng enzyme, nhiệt độ thích hợp có thể thay đổi khi có sự thay đổi

pH, cơ chất, thời gian phản ứng….[10]

1.4.5.6 Ảnh hưởng của pH môi trường

pH có ảnh hưởng mạnh mẽ đến quá trình thủy phân vì nó ảnh hưởng đến mức độ ion hóa cơ chất, ion hóa enzyme và đến độ bền của protein – enzyme Đa

số enzyme bền trong khoảng pH = 5 – 9 và độ bền của chúng tăng lên khi có cơ chất, ion Ca++ …

Với nhiều enzyme protease, pH thích hợp ở vùng trung tính, nhưng cũng

có một số enzyme có pH thích hợp rất thấp hoặc rất cao

18

Với từng enzyme, giá trị pH không cố định mà phụ thuộc vào nhiều yếu

tố khác như: nhiệt độ, cơ chất, dung dịch đệm [10]

1.4.5.7 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân

Thời gian thủy phân bởi enzyme dài, ngắn khác nhau tùy thuộc vào nồng

độ các chất trong nguyên liệu, mức độ nghiền nhỏ vật liệu Nồng độ dịch hỗn hợp, các điều kiện pH, nhiệt độ… Thời gian thủy phân cần đủ dài để enzyme phân cắt các cơ chất [10]

1.4.5.8 Ảnh hưởng của lượng nước

Với phản ứng thủy phân bởi enzyme thì nước vừa là môi trường để phân tán enzyme và cơ chất, lại vừa trực tiếp tham gia phản ứng Nước có ảnh hưởng đến tốc độ và chiều hướng của phản ứng thủy phân bởi enzyme Vì thế, nước là một yếu tố điều chỉnh phản ứng thủy phân bởi enzyme, nó có thể tăng cường hoặc ức chế các phản ứng do enzyme xúc tác [10]

1.4.6 Một số enzyme thương mại thường được sử dụng trong quá trình

thủy phân protein

1.4.6.1 Papain

Papain là một Cystein protease có ngồn gốc từ nhựa trái đu đủ Papain thủy phân protein thành các polypeptide và các amino peptit, nó đóng vai trò vừa như endoprotease vừa như exopeptidase

Papain là enzyme chịu được nhiệt độ tương đối cao Ở dạng nhựa khô papain không bị biến tính trong 3 giờ ở 1000C Ở dạng dung dịch, papain bị mất hoạt tính sau 30 phút ở 82,50C và nếu tăng nhiệt độ trên 1000C thì sẽ mất hoàn toàn hoạt tính kể cả khi thêm lượng lớn chất hoạt hóa vào dung dịch vì cấu trúc tâm hoạt động của enzym đã bị phá hủy hoàn toàn

- Điều kiện hoạt động tối ưu:

• Hoạt động thích hợp trong khoảng pH = 5,7-7,0

• Nhiệt độ: 50-570C [7].

1.4.6.2 Bromelain

Bromelain là một Cystein protease, bromelain có trong toàn bộ cây dứa, nhưng nhiều nhất là trong quả dứa Bromelain thuộc nhóm endoprotease có khả

Biên độ pH cho sự hoạt động của bromelain là khá rộng, từ 3-10, nhưng

pH tối ưu thường nằm trong khoảng 5-8 tùy vào cơ chất [8]

1.4.6.3 Ficin

Ficin là một protese được tìm thấy trong dịch nhựa của những cây thuộc giống Ficus Các cây thuộc giống Ficus có tên gọi thông thường là Sung, Vải, họ Moraceae, bộ Urticales

Nhiệt độ để Ficin có hoạt tính 30 – 800C Nhiệt độ tối thích 50 - 650C Ficin không tan trong hầu hết các dung môi hữu cơ, nhưng tan một phần trong nước hoặc glycerin

Ficin có khoảng pH hoạt động rộng 4 – 9,5 pH tối thích của enzyme ficin phụ thuộc vào cơ chất thủy phân: với gelatin pH tối thích là 5, với casein pH tối thích là 9,5, hay hemoglobin pH tối thích là 7

Ficin dễ bị oxy hóa trong không khí ở dạng tươi, khi bị oxy hóa, dịch enzyme chuyển sang màu hồng hoặc nâu và hoạt tính xúc tác giảm xuống dưới tác dụng của các tác nhân oxy hóa, ficin bị mất hoạt tính [12]

1.4.6.4 Enzyme Protamex

Là enzyme endoprotease của Bacillus sp., thường được dùng để thủy phân

protein thực phẩm Điều kiện hoạt động tối ưu của enzyme Protamex trong khoảng pH 5,5 – 7,5; nhiệt độ 35 – 600C Enzyme này bị bất hoạt ở 850C trong

10 phút và ở pH = 8 Hoạt độ của Protamex là 1,5 AU / g [7]

1.4.6.5 Enzyme Alcalase

Là enzyme endoprotease của vi khuẩn được sản xuất từ một chủng của

Bacillus lichenformis Điều kiện hoạt động tối ưu của enzyme Alcalase là: pH từ

6,5– 8,5; nhiệt độ từ 55 – 700C Hoạt độ của Alcalase là 2,4 AU/g [7]

20

1.4.6.6 Enzyme Flavourzyme

Là hỗn hợp protease và peptidase được sản xuất từ nấm mốc Aspergillus

oryzae bằng quá trình lên men chìm Điều kiện hoạt động tối ưu của enzyme

Flavourzyme là: pH từ 5 - 7; nhiệt độ 50 - 550C Hoạt độ của Flavourzyme là 500 LAPU / g [7]

1.5 Các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về nước mắm và sự

thủy phân bằng enzyme protease

1.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới về nước mắm và sự thủy phân

protein bằng enzyme

Orejana (1978) báo cáo rằng hàm lượng acid amin tự do có được trong nước mắm sau 14 tháng lên men ở nhiệt độ phòng (230C) có thể đạt được chỉ sau một tháng lên men ở nhiệt độ 370C [21]

Ooshiro và cộng sự (1981) so sánh nước mắm lên men ở nhiệt độ phòng (24oC) với nước mắm lên men ở nhiệt độ 370C và 500C Họ quan sát thấy rằng, lúc đầu, nồng độ của các acid amin và nitơ hòa tan trong mẫu 370C cao hơn so với mẫu tại nhiệt độ phòng Tuy nhiên, sau 153 ngày nồng độ của acid amin và nitơ hòa tan là tương tự nhau trong tất cả các sản phẩm [20]

Yoshinaka và cộng sự (1983) nghiên cứu sử dụng nội tạng cá mòi (chứa protease) để sử dụng trong việc lên men nước mắm Thịt cá mòi ủ với nội tạng trong 5 giờ ở pH 8,0, 25 % muối ở 500C Chất lượng của nước mắm thu được tương đương với nước mắm thương mại Nhật Shotturu về hàm lượng acid amin

và chất lượng cảm quan [26]

Raksakulthai và cộng sự (1986) đã nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme thủy phân protein (protease của nấm mốc, pronase, trypsin, chymotripsin protease của mực) hoặc gan tụy mực lên sản xuất nước mắm Kết quả cho thấy khi lên men được thực hiện bằng cách:sử dụng cá xay nhỏ trộn với muối tỷ lệ 4:1, nhiệt độ: 20 – 250C và gan, tụy mực (2,5 %) Thì cho nước mắm có chất lượng tốt Việc bổ sung các chế phẩm enzyme khác nhau vào cá đã làm tăng nhanh tốc độ thủy phân protein với hàm lượng axit amin tự do cao hơn, nhưng không làm tăng sản lượng nước mắm [23]

21

Simpson và Haard (1987) phát hiện ra việc loại bỏ các nội tạng từ cá trích trước khi lên men sẽ làm giảm sự hình thành của peptide và các protein hòa tan trong dịch nước mắm [24]

Liaset và cộng sự (2003) nghiên cứu thủy phân xương cá hồi bằng enzyme Protamex ở điều kiện nhiệt độ 550C, pH tự nhiên là 6,5, nồng độ enzyme là 11,1 AU/kg protein thô, thời gian thủy phân 6 giờ Kết quả thu được sản phẩm thủy phân giàu các axít amin không thay thế [18]

Nakano và cộng sự (1986) đã sử dụng protease từ vi khuẩn ưa mặn

Psedomonas để làm giảm thời gian lên men nước mắm Kết quả chỉ ra rằng các

enzyme có thể làm giảm thời gian lên men từ 1,5 – 3 năm đến 3 – 6 tháng và sản phẩm có chứa acid amin có giá trị dinh dưỡng với hàm lượng cao Kiểm tra cảm quan cho thấy rằng các nước mắm có chất lượng khá tốt so với sản phẩm thương mại [19]

Một nguồn proteaza quan trọng khác từ vi sinh đã được tìm thấy trong quá trình lên men nước mắm Uchida và những người khác (2004) đã phân lập vi khuẩn Bacillus subtilis CN2 từ nước mắm Việt Nam để sản xuất proteinase Filobacillussp RF2-5 được cô lập từ Nam-pla sản xuất serine proteinase đã hoạt động và ổn định ở nồng độ NaCl cao (15% đến 25%) (Hiraga và cộng sự 2005)

V ì vậy, việc bổ sung các proteinase sản xuất từ các vi khuẩn ưa mặn như là một phương tiện thay thế để đẩy nhanh quá trình thủy phân protein trong quá trình lên men nước mắm Tuy nhiên, phương pháp này vẫn chưa được nghiên cứu kĩ lưỡng [25]

Lian và cộng sự (2005) nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân phế liệu mực bằng enzyme Flavourzyme và Protamex Kết quả nghiên cứu cho thấy với nhiệt độ 500C, thời gian thủy phân 6 giờ thì hàm lượng axít amin tự do của sản phẩm thủy phân đạt cao nhất 24,8% so với mẫu đối chứng 8,2% [17]

Ovissipour và cộng sự (2009) đã nghiên cứu: “Tối ưu hóa sự thủy phân

phế liệu cá tầm Beluga Huso bằng enzyme Alcalase” Kết quả nghiên cứu đã xác

định được các điều kiện tối ưu là: 50°C, 120 phút Chế độ thủy phân này cho sản phẩm thủy phân có hàm lượng protein tương đối cao (66,43%) và lipit thấp (1,34%) [22]

22

Ibrahim thuộc viện hải dương học và thủy sản (NIOF) (2010) đã nghiên cứu nước mắm làm từ Gambusia (Affinis affinis) kết quả cho thấy mẫu nước mắm thu đuợc độ ẩm 65,97%, protein thô 12,37%, 1,56% lipid, tro 19,33% và 9,08% natri hàm lượng clorua Ngoài ra, giá trị pH 6.08 và các acid amin NH3

(3.864 mg/100 ml) cao hơn so với axit amin thiết yếu (AAS) (2.172 mg/100 ml)

Herpandi và cộng sự (2012) đã nghiên cứu sự thuỷ phân cá ngừ vằn bằng các proteaza: Alcalase, Protamex, Neutrase và Flavourzyme với tỷ lệ enzyme là 0,5, 1, 1,5 và 2% so với khối lượng của nguyên liệu trong thời gian cho 60, 120,

180 và 240 phút Kết quả cho thấy thời gian dài với tỷ lệ enzyme cao đã làm tăng

độ thủy phân Alcalase cho độ thủy phân cao nhất trong số tất cả các proteaza, tiếp theo là Protamex, Flavourzyme và Neutrase [16]

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước về nước mắm và sự thủy phân

Lê Quốc Nam (2004) đã nghiên cứu sự biến đổi về hương vị và màu sắc của nước mắm trong quá trình bảo quản đã kết luận rằng: Trong điều kiện bảo quản yếm khí, thì quá trình biến đổi về màu sắc và mùi vị diễn ra chậm chạp, thời gian bảo quản càng lâu thì máu càng đậm, hương thơm càng giảm và vị càng

23

đậm đà hơn Hàm lượng đạm tổng quát dường như không biến đổi, nhưng đạm axid amin, đạm thối và hàm lượng tổng bazơ bay hơi tăng chậm dần trong suốt thời gian bảo quản Trong điều kiện bảo quản hiếu khí thì tốc độ của quá trình biến đổi về màu sắc và hương vị của nước mắm xảy ra rất rõ rệt.Mầu đậm nhanh, hương giảm mạnh, vị biến đổi có chậm hơn, và nếu kéo dài thì màu đen sẫm lại

và dần dần xuất hiện mùi vị lạ, mùi khét và vị nhặn đắng, đạm tổng quát và đạm axit amin giảm dần, đạm thối và tổng bazơ bay hơi tăng lên trong giai đoạn đầu nhưng sau đó giảm dần theo thời gian bảo quản [11]

Lý Thị Minh Phương (năm 2008) đã nghiên cứu sản xuất dịch thủy phân

từ thịt hàu biển dùng trong thực phẩm Kết quả nghiên cứu cho thấy dịch thủy phân thu được có hàm lượng acid amin cao, mùi thơm và đạt tiêu chuẩn về vi sinh với loại enzyme thủy phân thích hợp là Allzyme FD ở nồng độ enzyme so với cơ chất là 0,32%, nhiệt độ 560C, pH= 6,5, thời gian thủy phân là 8 giờ [13]

Trần Công Hòa (2010) nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme bromelain và nồng độ muối đến quá trình sản xuất nước mắm đã xác định được: Việc bổ sung chồi dứa (nguồn enzyme) làm tăng tốc độ thủy phân cá và tăng giá trị cảm quan của nước mắm Nồng độ muối thấp sẽ làm giảm cảm quan của nước mắm [5]

Lê Văn Danh (2012) đã nghiên cứu sản xuất nước mắm bằng năng lượng mặt trời Ưu điểm nổi trội nhất của công nghệ này so với công nghệ truyền thống

đó là giảm một nửa thời gian sản xuất nước mắm Bên cạnh đó, với tấm thu năng lượng mặt trời công đoạn sản xuất sẽ bỏ qua việc mở nắp thùng ủ, nên không bay hơi, chất lượng nước mắm vì vậy sẽ ngon hơn và đỡ tiêu hao hơn rất nhiều Theo tính toán, lượng nước mắm cốt thu được nhiều hơn 30% so với công đoạn truyền thống và được chuyển hóa tối đa do nhiệt độ đạt ở mức tối ưu Điều dễ nhận thấy nữa là quy trình này rất sạch, không gây ô nhiễm môi trường Một ưu điểm nữa là quá trình tự động hóa nên các công đoạn ít bị tác động trực tiếp từ dụng cụ thô sơ như xẻng đảo quấy, gầu múc… nên độ an toàn vệ sinh thực phẩm cũng được đảm

bảo hơn [33]

24

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Cá cơm thường

- Tên tiếng Anh :commerson’s anchovy

- Tên khoa học: Stolephorus commersonii

- Chi (genus): Stolephorus

- Loài (species): L Commiierson

Cá cơm được đánh bắt ở khu vực ven biển Nam Trung Bộ, sau đó được chuyên chở về cảng cá Vĩnh Trường – Nha Trang và được thu mua tại đây, chất lượng còn tươi tốt, bảo quản trong thùng xốp (0-4oC), rồi vận chuyển về phòng

thí nghiệm Tiếp đó, nguyên liệu được rửa sạch, xay nhỏ đồng nhất và cho vào

các túi nhựa, mỗi túi nhựa 500g cá đã xay, bảo quản đông ở nhiệt độ -200C cho đến khi sử dụng để tiến hành thí nghiệm

25

2.1.2 Enzym Protamex

Enzyme Protamex là protease có nguồn gốc từ vi sinh vật Bacillus của

hãng Novozyme (Đan Mạch) được tổ chức FAO/WHO cho phép sử dụng trong thực phẩm Hiện nay, enzyme này đang được sử dụng rộng rãi cả trong nghiên cứu và trong thực tiễn sản xuất

Điều kiện hoạt động tối ưu:

 Enzyme Protamex có hoạt độ 1,5 AU/g,

 Hoạt động thích hợp trong khoảng pH = 5,5÷7,5

2.1.3 Muối

Đây là nguyên liệu quan trọng thứ 2 sau cá trong quá trình sản xuất nước mắm Muối được cho vào với tỷ lệ 25-30% so với cá và nó có vai trò quan trọng quyết định đối với chất lượng nước mắm Muối trong tự nhiên có nhiều loại như muối mỏ, muối giếng, muối ở đáy hồ nước mặn, muối bể, muối ăn

Yêu cầu của muối trong sản xuất nước mắm phải là loại muối ăn, càng tinh khiết càng tốt, kết tinh hạt nhỏ có độ rắn cao, màu trắng óng ánh (không vón cục, ẩm ướt, vị đắng chát) Vì vậy muối sử dụng trong sản xuất nước mắm thường sử dụng muối ăn đã bảo quản thành đống trong thời gian dài khoảng vài tháng Mục đích bảo quản lâu là để loại bỏ các tạp chất có trong muối như CaCl2, MgCl2, KCl…làm tăng chất lượng của sản phẩm nước mắm

Muối sử dụng trong đề tài là muối ăn chất lượng tốt được mua tại chợ Vĩnh Hải- Nha Trang, được vận chuyển về phòng thí nghiệm và bảo quản ở nhiệt

độ thường

26

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Xác định thành phần hóa học của cá cơm

Quá trình xác định thành phần hoá học của nguyên liệu cá cơm được thực hiện theo sơ đồ hình 2.3

Hình 2.3: Sơ đồ xác định thành phần hóa học của cá cơm

Cá cơm Xay

Xác định hàm lượng protein, lipid, nước, tro

Kết quả

28

Thuyết minh quy trình

Nguyên liệu: Cá cơm tươi được nhập từ cảng cá Vĩnh Trường - Nha Trang, được bảo quản ở 0-4 0C bằng nước đá trong thùng xốp được vận chuyển

về phòng thí nghiệm bằng xe máy Sau đó, nguyên liệu được rửa sạch rồi chia làm 2 phương pháp thí nghiệm khác nhau

• Phương pháp 1: Nguyên liệu sau khi được rửa sạch, tiến hành cân 2 kg nguyên liệu cho vào hũ thủy tinh để thuận tiện cho việc theo dõi những biến đổi của nước mắm trong quá trình lên men Sau đó, tiến hành bổ sung muối với tỷ lệ muối so với nguyên liệu là 25% Tiếp đó, tiến hành gài nén và lên men trong vòng 60 ngày và thực hiện lấy mẫu định kỳ, cứ 15 ngày một lần để kiểm tra các chỉ tiêu cảm quan, Nts,Naa,NNH3 theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5107-2003

• Phương pháp 2: Nguyên liệu sau khi được rửa sạch, được đưa đi xay nhỏ bằng thiết bị xay nhỏ tại phòng thí nghiệm

Mục đích của việc xay nhỏ là tăng diện tích tiếp xúc giữa enzyme và nguyên liệu từ đó làm tăng tốc độ của phản ứng thủy phân rút ngắn thời gian sản xuất nước mắm

Sau khi xay nhỏ, ta chia nguyên liệu ra thành 3 mẫu, mỗi mẫu 2kg, rồi tiếp tục thực hiện quá trình thủy phân nguyên liệu với điểu kiện thủy phân như sau nước 20% so với nguyên liệu, enzyme Protamex bổ xung 1% so với nguyên liệu,

ở nhiệt độ t=300C, pH tự nhiên, thời gian τ = 6h Sau 6h thủy phân bằng enzyme Protamex, ta bổ sung muối với các nồng độ khác nhau

 Mẫu 1: nồng độ muối 20% so với khối lượng nguyên liệu ban đầu

 Mẫu 2: nồng độ muối 25% so với khối lượng nguyên liệu ban đầu

 Mẫu 3 : nồng độ muối 30% so với khối lượng nguyên liệu ban đầu

Rồi tiến hành khuấy đều cho muối tan hết

Mục đích bổ sung muối nhằm ức chế hoạt động của vi sinh vật tránh hiện tượng hư hỏng trong quá trình sản xuất nước mắm ngoài ra muối còn quyết định các tính chất màu, mùi, vị, độ trong của sản phẩm nước mắm

Sau đó, tiến hành quá trình lên men trong 60 ngày Trong quá trình lên men, phải thường xuyên đem mẫu mắm ra phơi dưới ánh nắng mặt trời để tạo