Tiểu luận: Hóa sinh thực phẩm

MỞ ĐẦU Nói đến các món ăn cổ truyền đã tạo nên bản sắc cho dân tộc Việt Nam, chúng ta không thể không nói đến nem chua, một sản phẩm lên men lactic của thịt.. Đó là phụ thuộc vào hệ vi s

DƯƠNG VĂN HÀ

NGUYỄN VĂN THẢO

MỞ ĐẦU

Nói đến các món ăn cổ truyền đã tạo nên bản sắc cho dân tộc Việt Nam,

chúng ta không thể không nói đến nem chua, một sản phẩm lên men lactic của thịt Tuy nem chua không phải là một món ăn đòi hỏi cần phải chế biến công phu, cầu kỳ và trang trí đẹp mắt, nhưng nó lại luôn là một món ăn được nhân dân ta yêu thích từ trước đến nay Hay cũng có thể nói chính sự đơn giản trong khâu chế biến cùng với những hương thơm và vị chua dễ chịu của nem chua đã mang lại lợi thế cho sản phẩm này Nguyên liệu để sản xuất nem chua bao gồm thịt lợn thăn, mỡ sống, bì lợn, đường kính, muối ăn, thính gạo, lá ổi, lá chuối Quá trình chín của nem chua không phải qua các phương pháp xử lý nhiệt nên phần lớn các chất dinh dưỡng quý trong thịt, đặc biệt là các vitamin, axit amin hoà tan không bị mất đi Hương thơm và vị chua đặc trưng của nem chua giúp cho người sử dụng có cảm giác dễ chịu khi ăn cũng như quá trình tiêu hoá được dễ dàng hơn.

Từ trước đến nay, chúng ta đều chế biến nem chua theo phương pháp truyền thống, cho nên không thể tránh khỏi những nhược điểm của phương pháp này Đó là phụ thuộc vào hệ vi sinh vật có trong tự nhiên và có trong thịt, phụ thuộc vào điều kiện giết mổ, chất lượng thịt, môi trường bên ngoài, đặc biệt là nhiệt độ…Tất cả những yếu tố đó không thể khống chế được, gây ra sự mất ổn

định chất lượng của sản phẩm, nhiều khi làm cho quá trình lên men khó diễn ra được ( nhiệt độ thấp vào mùa đông ) hoặc diễn ra quá nhanh vào mùa hè làm

cho chất lượng sản phẩm thấp đồng thời tăng nguy cơ nhiễm các vi sinh vật không mong muốn từ môi trường hay khó kiểm soát được sự phát triển của các tạp khuẩn có trong thịt gây nguy hiểm cho sức

khoẻ người tiêu dùng.

khi ăn, cũng như quá trình tiêu hoá được dễ dàng hơn.

I.1.Nem chua là gì?

Nem chua là một sản phẩm lên men lactic thịt sống Bản chất của quá trình lên men là quá trình chuyển hoá đường (cho thêm vào khi chế biến) thành axit lactic nhờ hoạt động của vi khuẩn lactic Đây là một sản phẩm được đặc biệt

ưa thích ở nước ta Hiện nay đã có rất nhiều các nghiên cứu về sản phẩm đặc

sắc này Quá trình chín của nem chua không qua quá trình gia nhiệt nên phần lớn các chất dinh dưỡng có trong thịt, đặc biệt là các axit

amin các vitamin…không bị mất đi Đồng thời nem chua có hương thơm và

vị đặc trưng của sản phẩm lên men giúp cho con người có cảm giác dễ chịu

I.2.Quy trình sản xuất nem chua tự nhiên.

a Sơ đồ

, giã nhuyễn

b.Thuyếtminhcôngnghệ

Nguyên liệu : - Thịt lợn thăn

- Mỡ sống

- Bì lợn

- Đường kính, muối ăn, thính gạo

- Lá ổi, lá chuối

-Thịt lợn được rửa sạch, để ráo nước, thái mỏng, bóp đều rồi đem xay hoặc giã nhỏ

- Mỡ sống được luộc chín tới, lạng mỏng, thái nhỏ như sợi miến rồi trộn với 2/3 lượng đường, để vài giờ

Nem chua thành phẩm Lên men Bao gói Tạo hình Trộn đều

nạc tươi thái Thịt

nhỏ

- Bì được cạo nhẵn và cuộn lại sao cho mặt trong lộn ra ngoài Cho vào nồi luộc chín rồi thả vào nước lạnh cho nguội rồi vớt ra đem lạng mỏng và thái nhỏ

- Gạo vo sạch để ráo, đem rang vàng rồi giã nhỏ rây lấy thính mịn, có thể trộn lẫn gạo với một ít đỗ tương

- Trộn đều sợi mỡ, bì thái, thịt xay với nhau Rắc thính cùng với lượng

đường còn lại vào hỗn hợp rồi trộn đều

- Trải lá chuối, xếp vào giữa một ít lá ổi non, tuỳ sở thích mà gói nem hình trụ hoặc hình cầu Dùng lạt buộc chặt và đem để chỗ thoáng Ta có thể dùng lá vông hoặc lá đinh lăng thay cho lá ổi

- Để chín

- Nem chua thành phẩm phải có yêu cầu: rắn chắc, màu đỏ hồng tươi, vị chua ngọt, thơm đặc trưng

c.Nhượcđiểmcủaphươngpháplênmentựnhiên

Quá trình chế biến nem chua theo phương pháp lên men tự nhiên không

đem lại chất lượng ổn định do phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

- Phụ thuộc vào bản chất hệ vi sinh vật tự nhiên có trong thịt nên các mẻ lên men diễn ra khác nhau Nếu con vật được giết mổ theo phương pháp công nghiệp thì sẽ hạn chế được khả năng nhiễm VSV có hại từ đất, nước, không khí, phân, lông gia súc

- Lên men tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện môi trường bên ngoài Đặc biệt là mùa đông, việc chế biến vô cùng khó khăn, nhiều mẻ đến 5-7 ngày

mà vẫn không chín Điều này nguy hiểm vì nó làm tăng các nguy cơ nhiễm các VSV từ môi trường, do thời gian kéo dài, nhiều loài VSV không mong muốn ưa ẩm sẽ phát triển làm hỏng sản phẩm Ngược lại, mùa hè nhiệt độ nhiều hôm quá cao dẫn đến quá trình lên men diễn ra quá nhanh, làm sản phẩm chua nhanh và tạp khuẩn dễ phát triển

- Quá trình bao gói sản phẩm cũng là điều cần lưu ý Bao bì ta thường dùng là lá chuối nên khả năng đảm bảo điều kiện yếm khí nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn lactic, là rất khó khăn Điều này phụ thuộc lớn vào tay nghề nhà sản xuất Ngoài ra trong quá trình bảo quản

lá gói sẽ bị khô héo, hoặc xảy ra những biến đổi không mong muốn khác I.3 Những biến đổi của thịt trong quá trình lên men.

a.Sựaxithoá

Phản ứng đặc trưng nhất trong các quá trình lên men các sản phẩm thịt

là sự axit hoá Đây là kết quả của quá trình dị hoá đường bởi các vi sinh vật

Vi sinh vật chủ yếu trong quá trình này là các vi khuẩn lactic Chúng

có 2 con đường chuyển hoá chính: lên men đồng hình chuyển hoá đường thành axit lactic và lên men dị hình dẫn tới sự tạo thành lactat, axetat, etanol,

và CO2

Quá trình axit hoá cần thiết để đạt được một cấu trúc và độ rắn chắc thích hợp của sản phẩm cuối cùng Các protein của cơ hoà tan bởi muối sẽ

được keo hoá trở lại nhờ quá trình axit hoá

Quá trình này đem lại hương vị cho sản phẩm, chủ yếu là hương vị axit, cho phép đảm bảo tính không độc hại, sự ổn định của sản phẩm

b.Biếnđổivềvisinhvật

Sau khi giết mổ, thịt chưa bị biến chất, chưa bị phân huỷ bởi các enzim

Nhưng nếu để tự nhiên thịt sẽ bị biến chất theo 2 hiện tượng:

Thịt lên men chua hay hiện tượng tự phân giải

Thịt lên men thối hay hiện tượng ôi thiu

Hiện tượng tự phân giải do vi sinh vật gây ra xuất hiện ngay khi con vật

-ngừng sống, kể cả môi trường vô trùng Trong giai đoạn này đường chuyển hoá thành axit lactic, nucleoprotein thành bixantin có mùi thơm và axit

photphoric Các axit giải phóng ra làm cho thịt có tính axit nhẹ, ức chế sự phát triển của VSV gây thối và làm thịt thơm ngon hơn

Hiện tượng ôi thiu do vi sinh vật gây ra, vi sinh vật sống trong thịt phân huỷ các chất hữu cơ của thịt thành các chất có mùi khó chịu và độc hại Tuy nhiên không phải tất cả các vi sinh vật đều gây hiện tượng này

c.Biếnđổimàusắc

Màu sắc đặc trưng của sản phẩm thịt được xác định bởi các sắc tố có trong thịt, Myoglobin chính là sắc tố quyết định màu sắc của thịt , chất này chiếm tới 80% sắc tố của cơ

Sắc tố này có 3 dạng:

-Oxymioglobin (màu đỏ tươi )

- Myoglobin dạng khử (màu đỏ tía)

- Metmyoglobin hay myoglobin dạng oxy hoá (màu đỏ sẫm đến nâu)

Màu sắc được gây nên bởi các yếu tố:

- Tỉ lệ các sắc tố, phụ thuộc vào chủng giống con vật

- Cấu trúc cơ thịt

- Cấu tạo của phân tử sắc tố ở dạng oxy hoá hay dạng khử

Khi pH thay đổi thì cấu tạo hoá học của sắc tố thay đổi theo Nếu pH cao thì myoglobin ở dạng khử, nếu pH giảm nhanh thì sắc tố ở dạng metmyoglobin Nếu có sự tương tác pH - nhiệt độ thì xảy ra sự biến tính protein và thịt có màu tái xanh Phần protein của sắc tố có thể bị biến tính Khi đó phức nitrozo-myoglobin bị chuyển thành dạng nitrozo myochrômgene có màu đỏ và ổn định hơn

d.Biếnđổihươngthơm

Các sản phẩm thịt lên men có hương thơm đặc trưng là nhờ muối gia

vị, các axit cùng tất cả các chất sinh ra trong quá trình trao đổi chất của các hydratcacbon, protein và chất béo

Trong lên men tự nhiên, các VSV có mặt chủ yếu là loài Micrococcus

và Lactobacillus Vai trò chính của Lactobacillus là sinh ra các axit quan

trọng trong việc hình thành các chất tham gia vào quá trình tạo hương Các loài lên men dị hình đưa lại cho sản phẩm hương thơm nhờ việc sinh ra các axit dễ bay hơi, rượu và CO2

Những chất sinh ra hương từ quá trình thuỷ phân photpholipit,

triglyxerit, cũng như sự thuỷ phân protêin Các loài Streptococcus,

Lactobacillus, Micrococcus tham gia vào quá trình thuỷ phân protein tạo

thành các peptit và axit amin Việc tạo thành axitamin có thể bằng

đường decacboxyl hay con đường khử amin để tạo ra các chất thơm

con

Phần II Chủng vi sinh vật lên men nem chua – Vi khuẩn

Lactic.

Axit lactic (CH3CHOHCOH) đã được sử dụng từ rất lâu để bảo quản

và chế biến thực phẩm Axit này lần đầu tiên được phát hiện ra từ sữa bò lên men chua bởi nhà hoá học Thụy Điển Carl Scheele năm 1780 và được gọi là

“axit sữa” Năm 1857 Louis Pasteur lần đầu tiên đã chứng minh được rằng

việc làm chua sữa bò là kết quả của một nhóm VSV đặc biệt gọi là vi khuẩn lactic Năm 1878, Joseph Lister lần đầu tiên phân lập được một loại vi khuẩn

lactic đặt tên là Bacterium lactis (hiện nay gọi là Streptococcus lactis) Từ

đó đến nay nhiều loài vi khuẩn lactic khác nhau đã được phân lập và nghiên

cứu

Vi khuẩn lactic được xếp chung vào họ Lactobacteriaccae Mặc dù

nhóm vi khuẩn này không đồng nhất về hình thái (vi khuẩn dạng que ngắn, que dài lẫn vi khuẩn hình cầu) song về mặt sinh lý chúng lại tương đối đồng nhất: vi khuẩn Gram (+), không tạo bào tử, và hầu hết không di động Chúng thu nhận năng lượng nhờ phân giải hydratcacbon và tiết ra axit lactic Tất cả

vi khuẩn lactic đều là vi khuẩn lên men bắt buộc, chúng không chứa các xitocrom và enzim catalaza Tuy nhiên chúng có thể sinh trưởng được khi có mặt oxi, chúng là các vi khuẩn sống từ kị khí tới vi hiếu khí

Các loài vi khuẩn lactic bao gồm 4 giống sau: Streptococcus,

Leuconostoc, Pediococcus, Lactobacillus.

II.1 Đặc điểm hình thái.

Lactobacillus

Các loài vi khuẩn khác nhau có hình dạng và kích thước khác nhau Ngoài ra hình dạng và kích thước tế bào vi khuẩn lactic còn phụ thuộc vào môi trường, điều kiện nuôi cấy, sự có mặt của oxi và tuổi tế bào

Giống Streptococcus có tế bào hình tròn hoặc hình ovan đường kính

khoảng 0,5 – 1,0μm, sắp xếp riêng biệt, cặp đôi hoặc thành chuỗi dài



Streptococcus

Giống Leuconostoc có hình dạng hơi dài hoặc hình ovan, đường kính

từ 0,5 – 0,8μm, sắp xếp thành chuỗi và không tạo thành đám tập trung

Giống Lactobacillus có hình que, đây là loại vi khuẩn phổ biến nhất.

Hình dạng của chúng thay đổi từ hình que ngắn cho đến hình que dài





Lactobacillus

II.2 Đặc điểm sinh lý, sinh hoá.

Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic.

Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic khác nhau thì khác nhau, đặc biệt về nhu cầu vitamin và nitơ

a Nhucầudinhdưỡngcacbon

Vi khuẩn lactic có thể sử dụng được rất nhiều loại hydratcacbon, từ các hexoza (glucoza, fructoza, galactoza), các đường đôi (saccaroza, lactoza, maltoza) cho đến các polysacarit (dextrin, tinh bột)

Một vài loài vi khuẩn lactic lên men dị hình, phân lập được từ các sản phẩm thực phẩm, trong quá trình trao đổi chất chúng tạo ra CO2, axit axetic và axit lactic

Các loài vi khuẩn lactic khác nhau thì đòi hỏi nguồn cacbon khác nhau

b Nhucầudinhdưỡngnitơ.

Một số lớn các vi khuẩn lactic không thể sinh được các hợp chất hữu

cơ phức tạp có chứa nitơ Vì vậy để đảm bảo cho sự phát triển của mình

chúng phải sử dụng nguồn nitơ có sẵn trong môi trường Chỉ có một số ít loài vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp các chất hữu cơ từ nguồn nitơ

vô cơ (giống Streptococcus).

Vì vậy để sinh trưởng và phát triển bình thường, ngoài nitơ dưới dạng hỗn hợp các axit amin, vi khuẩn lactic còn cần những hợp chất hữu cơ phức tạp chứa nitơ như các sản phẩm thuỷ phân protein thừ thịt, casein, pepton,

peptit…

c Nhucầuvitamin

Các vi khuẩn lactic rất cần vitamin cho sự phát triển Thường phải bổ sung vào môi trường các chất có chứa vitamin như nước khoai tây, cà rốt, dịch tự phân nấm men và nhiều chất khác Các vitamin đóng vai trò là coenzim trong quá trình trao đổi chất của tế bào Rất ít vi khuẩn lactic có khả năng

sinh tổng hợp được vitamin (Lactobacillus leichmannii, Lactobacillus

delbrueckii).

d Nhucầucácmuốivôcơ

Để đảm bảo sinh trưởng và phát triển đầy đủ, vi khuẩn lactic cần rất nhiều

các hợp chất vô cơ như đồng, sắt, natri, kali, photpho, lưu huỳnh, mangan…

đặc biệt là mangan vì mangan ngăn cản quá trình tự phân của tế bào và nó

cần thiết cho quá trình sống bình thường của vi khuẩn này Mặt khác một vài emzim có sự tham gia của các ion kim loại như Fe2+, Mg2+, Mn2+ trong cấu trúc của trung tâm hoạt động

e Cácchấthữucơkháccầnchosựpháttriểncủavikhuẩnlactic

Ngoài axit amin và vitamin ra, vi khuẩn lactic còn có nhu cầu rất lớn về các hợp chất hữu cơ khác cho sự phát triển của chúng như:

Axit hữu cơ: axit axetic…vì có tác động quan trọng đến

trưởng của tế bào

Các bazơ nitơ: Adenin, Guanin, Uraxin, Thimin…thúc đẩy

triển nhất định của vi khuẩn

Axit amin: L-asparagin, L-glutamin

II.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất.

II.4.1.Nồngđộoxi

sự sinh

sự phát

Vi khuẩn lactic là loài hô hấp tuỳ

tiện.Chúng là nhóm vi khuẩn không có hệ enzim

hô hấp xitocrom cũng như hệ ezim catalaza Tuy

vậy chúng vẫn có khả năng oxy hoá rất nhiều

oxi phân tử, điều này được chất nhờ sử dụng

nhờ thực hiện hệ FAD (Flavin Adenin

Dinucleotit)

Người ta thấy rằng trên môi trường thạch

một số chất trong môi trường chỉ có thể được sử dụng khi có mặt oxi

Ví dụ: một vài giống Leuconostoc có thể

cần sự có mặt của oxi trong giai đoạn đầu

để đồng hoá hexoza, gluconat Người ta đã chứng minh được rằng hệ enzim

peroxydaza có trong vi khuẩn lactic có thể thực hiện chức năng thay cho hệ enzim dehydrogenaza, khi đó oxi được sử dụng như là chất nhận hydro

Trong điều kiện hiếu khí thì năng lượng sinh ra lớn hơn rất nhiều so với trong điều kiện yếm khí

Hoạt động của vi khuẩn lactic, đặc biệt là của hệ enzim của chúng, chịu tác động mạnh của pH Mỗi enzim đều có vùng pH tối ưu mà tại đó hoạt lực của enzim là cao nhất

Các vi khuẩn lactic có pH tối ưu cho sự phát triển là 5,6 – 6,2

(Lactobacillus); 5,5 – 6,5 (Pediococcus); 6,3 – 6,5 (Leuconostoc) Giá trị pH

cuối cùng mà mỗi giống vi khuẩn lactic có thể chịu được là khác nhau

Chẳng hạn Lactobacillus có thể chịu được pH 3,2 – 3,5; Pediococcus chịu

được pH 3,5 – 4,4; Leuconostoc chịu được pH 5.

Trong quá trình lên men lactic, axit lactic sinh ra đầu tiên có tác dụng

ức chế các vi sinh vật khác Sau đó khi lượng axit tích luỹ đủ lớn thì chính vi

khuẩn lactic cũng bị ức chế Tốc độ phát triển cũng như lượng sản phẩm trao

đổi chất sẽ giảm khi lượng axit lactic quá nhiều

Axit lactic sinh ra làm giảm pH của sản phẩm và là một phương thức bảo quản sản phẩm hữu hiệu

II.4.3.Ảnhhưởngcủanhiệtđộ

Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động của vi khuẩn lactic Điều này càng có ý nghĩa khi sử dụng chúng trong công nghiệp Khoảng nhiệt độ phát triển của vi khuẩn lactic khá rộng: một số loài có thể phát triển ở 550C trong khi một số loài khác có thể phát triển được ở 50C.Nói chung đa số vi khuẩn lactic có thể phát triển trong khoảng nhiệt độ từ 15 – 400C Ảnh

hưởng của nhiệt độ có lẽ nhiều nhất là đến các phản ứng enzim Trong một

khoảng nhiệt độ nào đó thì tốc độ phản ứng enzim tăng khi nhiệt độ tăng, nếu tiếp tục tăng nhiệt độ thì sẽ xảy ra sự biến tính protein

II.5 Khả năng sinh các chất ức chế của vi khuẩn lactic.

Vi khuẩn lactic có khả năng tạo ra các chất có khả năng ức chế các vi sinh vật có hại Đây là một thế mạnh của vi khuẩn lactic và nó đang thu hút