bài tập nhóm cơ sở công nghệ hóa sinh : nem chua

Nem chua là sản phẩm lên men từ thịt tươi, được chế biến theo phương pháp cổ truyền lâu đời, Trong thành phần của nem, thịt là nguyên liệu chính được phối trộn với các phụ gia và được vi

BÀI TẬP NHÓM: CƠ SỞ CÔNG NGHỆ HÓA SINH Nhóm 6:

Lê Thị Liên

Nguyễn Thị Hường

Nguyễn Thị Linh

Nguyễn Thị Liễu

Đặng Hải Linh

Nem Chua

I, Giới thiệu chung.

Ở Việt Nam nem chua là một loại đặc sản có hương vị thơm ngon, nem chua thu hút mọi người ở vị chua, cay, ngọt, bùi…rất đặc trưng

Nem chua là sản phẩm lên men từ thịt tươi, được chế biến theo phương pháp cổ truyền lâu đời, Trong thành phần của nem, thịt là nguyên liệu chính được phối trộn với các phụ gia và được vi sinh vật nhiễm vào

Bản chất của quá trình lên men nem chua là quá trình chuyể hóa đường thành axit lactic nhờ hoạt động của nhóm vi khuẩn lactic trong tự nhiên

Từ nem chua sống người ta có thể chế biến theo nhiều cách khác nhau để tạo ra hương vị mới cho nem chua như : nem chua rán, nem chua nướng

II, Quy trình làm nem chua.

1 Nguyên liệu.

 Thịt lợn nạc: chiếm từ 40-60% trọng lượng sản phẩm

- Thịt làm nem phải là thịt sống, nóng, mới giết mổ, có màu trong, thịt còn mềm dịu nóng ẩm, các tế bào của thịt còn giữ được tính chất của tế bào sống

 Da lợn: chiếm từ 16-30% trọng lượng sản phẩm

- Chọn da tươi ở phần lưng Da phải được lạng sạch mỡ, cạo sạch lông, sau khi luộc chín cần làm khô và cắt thành từng sợi

- Da (bì) có tác dụng: tạo độ giòn, tăng khả năng kết dính dẫn tới làm tăng độ dai cho sản phẩm

 Đường: Chiếm từ 10-50% trọng lượng nguyên liệu chính (thịt nạc) tùy thuộc vào quy trình sản xuất, vùng miền

- Đường là cơ chất cho quá trình lên men lactic, tạo vị ngọt dịu, mùi thơm cho sản phẩm

- Làm giảm lượng nước tự do, tăng khả năng liên kết gel của thịt

 Bao bì: Thường là lá vông, lá chuối, nilon…Bao bì phải khô ráo, sạch sẽ để không tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển

 Nguyên liệu phụ: muối, ớt, tiêu, tỏi, bột ngọt….

2 Sơ đồ khối quy trình làm nem chua

Thịt heo tươi

Rửa sạch

Xay nhuyễn

Trộn gia vị

Trộn đều

Tạo hình, bổ sung gia vị Quết nhuyễn

Da heo

Luộc chín

Thái chỉ nhỏ

Quạt ráo

II, Vi sinh vật lên men chính:

Qúa trình lên men chủ yếu trong sản phẩm chính là sự lên men lactic, với tác nhân là

vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacillaceae và được xếp vào 4 giống: Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus, Leuconostoc Ngày nay người ta

bổ sung vào nhóm vi khuẩn lactic những vi khuẩn Bifidobacterium

Vi khuẩn lactic : Đặc điểm chung

• Thuộc loại vi khuẩn gram dương, không sinh bào tử, bất động

• Hô hấp yếm khí tùy tiện, phát triển được trong điều kiện có hoặc không có oxy Nếu không có oxi, vi khuẩn lactic sẽ thực hiện quá trình lên men chuyển hóa đường thành rượu và một số sản phẩm khác

• Khả năng sinh tổng hợp các chất cần thiết cho sự sống của những vi khuẩn lactic là rất yếu, nên chúng là những sinh vật đa khuyết dưỡng đối với aa, đối với nhiều bazơ nucleic, nhiều loại vitamin

• Sinh sản bằng hình thức phân đôi tế bào

• Hình dạng tế bào: Hình cầu hoặc hình que

• Không có các men hô hấp như là xitocrom và men catalaza

Các chủng vi khuẩn lactic thường gặp trong quá trình lên men nem chua là: Vi khuẩn lactobacillus, Micrococcus, Pediococcus, Streptococcus Trong đó chú ý hơn cả

là Lactobacillus và Pediococcus

Bao gói

-Giống Lactobacillus bao gồm các vi khuẩn chiếm ưu thế trong hệ vi sinh vật tự

nhiên của thịt lên men

• Đây là những trực khuẩn Gram dương, có dạng hình que (tùy vào điều kiện môi trường sống mà hình dạng của chúng thay đổi từ hình que ngắn đến dài)

• Không sinh bào tử, có thể lên men đồng hình hoặc dị hình

• Sắp xếp thành chuỗi hay đứng riêng lẻ

• Chúng có khả năng phân hủy đường saccaroza mạnh

• Nhiệt độ phát triển tối ưu là 30-35°C, pH hoạt động là 4 – 7, pH t i u l 5.5 ố ư à – 6.5

• Chúng thường được tìm thấy trong nhiều môi trường, ví dụ: môi trường sữa giàu dinh dưỡng, môi trường sống của vi sinh trên vật chủ to lớn như bề mặt niêm mạc của con người, cũng như trong các hệ sinh thái tự nhiên như cây cỏ

và đất

Các vi khuẩn lactic thuộc nhóm này được sử dụng như: Lactobacillus pasterian, Lactobacillus brevis, Lactobacillus axitophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus sake…

-Giống Pediococcus:

• Là cầu khuẩn gram dương, thường dính lại với nhau thành cặp đôi hoặc bốn

• Có hoạt tính thủy phân protein rất yếu

• Quá trình trao đổi chất của nó là quá trình lên men đồng hình

• Chúng là những vi khuẩn yếm khí, có thể phát triển trên môi trường rắn với sự

có mặt của không khí

• Chủng này yêu cầu cao về thành phần dinh dưỡng từ môi trường, vì chúng không có khả năng sinh tổng hợp các tế bào chất cho cơ thể

• Môi trường sống tự nhiên của pediococci cũng tương tự như của Lactobacillus ,

đó là trong hoặc trên các loại thực phẩm sống hoặc đã chế biến và trong đường ruột của động vật và con người

-Ngoài các vi khuẩn lactic người ta còn bổ sung các chủng vi sinh vật thuộc loài

Mycrococcus…

• Đây là cầu khuẩn Gram dương

• Hiếu khí bắt buộc và phát triển trong môi trường 5% NaCl

• Chủng này có khả năng khử Nitrat thành Nitric, đóng vai trò trong việc cải thiện màu sắc cho sản phẩm Chúng được dùng để thay thế các loại hóa chất tạo màu gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người

III, Qúa trình lên men nem chua.

Qúa trình lên men thịt chính là kết quả của quá trình lên men lactic bởi sự hoạt động của vi khuẩn lactic có sẵn trong không khí, trên bề mặt của các dụng cụ chế biến, của vật liệu làm bao bì Nguyên liệu được sử dụng để lên men lactic chính là đường

Có hai dạng lên men lactic: Lên men đồng hình và lên men dị hình

1, Lên men đồng hình.

Thường xảy ra trong điều kiện đường dư thừa và oxy hạn chế

Phân giải glucose theo con đường EMP để chuyển thành pyruvat, sau đó khử trực

tiếp hầu hết các pyruvat thành lactate nhờ vào enzyme lacticodehydrogenaza

Sản phẩm chính là acid lactic chiếm 90% Ngoài ra còn có các sản phẩm phụ chiếm tỉ lệ không đáng kể như acid acetic, ethanol, CO2…

Cơ chế:

Glucozo

Enzym hexokinaza

Glucozo-6-P

Enym glucozo phosphatriozomeraza

Fructozo-6-P

Enzym phospho fructokinaza

Fructozo-1,6di-P

Enzym aldolaza

Phosphodioxyaxeton 3-phosphoglyxerinic

Enzym triozophosphatdehydrogenaza

Axit 1,3 di-P glyxeri

Enzym triphosphat-glyxerat-1-phosphotransferaza

Axit 3-P glyxeric

Enzym phosphoglyxeromutaza Axit 2-P glyxeric

Enzym enolaza

Axit Phospho Enol Pyruvic

Enzym piruvatkinaza

Axit Pyruvic

Enzym lacticodehydrogenaza

Axit lactic

Ở con đường lên men đồng hình: 1 mol glucozo tạo ra 2 mol axit lactic và 2 mol

ATP

2, Lên men dị hình

Sự biến đổi glucozo ở vi khuẩn lên men dị hình xảy ra khác với ở vi khuẩn lên men đồng hình Ở vi khuẩn dị hình không có enzym aldolaza và triozophosphat isomeraza nên đã làm thay đổi con đường chuyển hóa đầu tiên của glucozo Sau khi photphoryl, đường bị oxy hóa và bị khử CO2 rồi đi vào con đường pentozophotphat, cuối cùng enzym phosphoxetalaza tham gia vào biến đổi thành aldehytphosphoglyxerin Chất này cũng giống như ở vi khuẩn lên men đồng hình được chuyển hóa thành axit pyruvic, sau đó lại được khử tiếp thành axit lactic

Cơ chế:

Glucozo

Glucozo-6-P

Axit 6-P gluconic

Riboluzo-5-P

Xyluluzo-5-P

Axetyl-P Axit axetic 3-phosphoglyxerinic

Enzym triozophosphatdehydrogenaza

Axetyl-CoA Axit 1,3 di-P glyxeric

Enzym triphosphat-glyxerat-1-phosphotransferaza Axetaldehyt Axit 3-P glyxeric

Enzym phosphoglyxeromutaza

Etanol Axit 2-P glyxeric

Enzym enolaza

Axit Phospho Enol Pyruvic

Enzym piruvatkinaza

Axit Pyruvic

Enzym lacticodehydrogenaza

Axit lactic

Ngoài sản phẩm là acid lactic(40%) còn tạo ra một lượng lớn các sản phẩm khác như ethanol (20%), acid acetic, CO2…

Ở con đường lên men dị hình: 1mol glucozo tạo ra 1 mol ATP

• Phương trình từ axit Pyruvic axit Lactic:

O OH O

NADH NAD+

OH

O NADH NAD+ OH

=> Axit lactic được tạo ra từ quá trình lên men có tác dụng ức chế sự phát triển của các vi sinh vật có hại, vi sinh vật gây thối đồng thời tạo ra hương vị, cảm quan đặc trưng cho sản phẩm

IV, Qúa trình thủy phân protein (quá trình chín của nem).

Quá trình thủy phân protein xảy ra đồng thời cùng với quá trình lên men lactic

Dưới tác dụng của hệ enzyme protease nội tại trong nguyên liệu và hệ enzyme protease của vi sinh vật, protein (thịt) sẽ bị thủy phân thành các peptides, axit amin theo cơ chế như sau:

Protein Polypeptides Peptides Axit amin

Quá trình thuỷ phân protein diễn ra do sự hoạt động của protease do các vi sinh vật tự nhiên có trong thịt tạo ra Quá trình này về bản chất là không có lợi cho sản phẩm vì nó tạo ra các hợp chất amin có mùi khó chịu Tuy nhiên các hợp chất này nếu tồn tại ở một hàm lượng nhỏ lại tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm, nhất là khi phối hợp với các acid bay hơi

V, Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men nem chua:

- Thành phần nguyên liệu: Đường là cơ chất cần thiêt cho quá trình lên men do đó

mà hàm lượng axid tạo thành trong quá trình lên men liên qua chặt chẽ đến hàm lượng đường có trong nguyên liệu ban đầu nếu nồng độ đường quá cao sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu, làm mất cân băng trạng thái sinh lý của vi khuẩn lactic nên không tốt cho quá trình lên men, hàm lượng đường cần thiết cho lên men lactic là 16-18%

- Thành phần, số lượng và chất lượng vi sinh vật lên men lactic: quá trình lên men lactic là quá trình sinh hóa được thực hiện bởi vi khuẩn lactic do đó việc chọn chủng vi sinh vật thích hợp sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm Theo một nghiên cứu cho thấy nếu cấy giống khởi đầu là lactobacillus brevis và pediococcus pentosaceus thì với tổng mật độ vi khuẩn là 6.0 x 10 (mũ 6) CFU/ g thịt nhão và với tỷ

lệ giữa 2 chủng vi khuẩn là 1:1 sẽ cho sản phẩm có chất lượng cảm quan tốt nhất (Ho,

T N T., Nguyen, N T., Deschamps, A., Hadj Sassi, A., Urdaci, M and Caubet, R 2009.)

- Độ pH (Nồng độ của sản phẩm lên men): Tất cả các loại vsv đều có một khoảng pH thích hợp cho hoạt động của chúng pH giảm xuống thấp (khoảng 4,5) làm ức chế các

vi khuẩn khác chỉ còn vi khuẩn lactic phát triển, chúng chiếm ưu thế tuyệt đối Nhưng nếu pH giảm xuống quá thấp làm nem có vị chua, protein của thịt bị đông tụ làm nem trở nên cứng chắc Bên cạnh đó tại pH quá thấp (pH = 2) thì các loại vi khuẩn lactic và

vi khuẩn thối rữa bị ức chế nhưng không thể ức chế nấm mốc phát triển (nấm mốc bị

ức chế hoàn toàn khi pH < 2) do đó sẽ gây hư hỏng cho nem

- Nhiệt độ: Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trong nhất ảnh hưởng đến quá trình lên men Khi nhiệt độ càng cao thì quá trình lên men xẩy ra càng mạnh, tuy nhiên

để đạt chất lượng sản phẩm ta phải chọn một nhiệt độ thích hợp (vì chất lượng lên men không tỉ lệ thuận với tốc độ lên men).Một số ngiên cứu cho thấy ở 27-30oC cho giá trị dinh dưỡng và cảm quan tốt

- Độ yếm khí của môi trường: Do quá trình lên men lactic trong sản xuất nem chua là quá trình lên men trong điều kiện yếm khí nên phải tạo điều kiện tốt cho sự lên men của vsv

- Muối: Có tác dụng thay đổi áp suất thẩm thấu nên có thể hạn chế được sự phát triển của vsv có hại và vsv lạ tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lactic len men Tuy nhiên khi nồng độ muối trong dịch lên men cao (NaCl > 6.5%) sẽ ức chế sự phát triển của vi khuẩn lactic do màng tế bào chất của vi khuẩn là màng bán thấm Nồng độ muối cần thiết cho dịch lên men là không quá 6.5%

- Độ ẩm: Tế bào vi sinh vật chứa lượng nước rất lớn (75-85%) vì vậy nước là rất cần thiết ở giai đoạn đầu của quá trình lên men lactic, nếu thiếu nước thì vi khuẩn lactic sẽ không tồn tại do phản ứng enzym bị kìm hãm Tuy nhiên, ở giai đoạn sau của quá trình lên men (khi đã tạo thành sản phẩm nem chua) thì cần hạ thấp độ ẩm vì nếu độ ẩm cao

sẽ tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển (nấm mốc phát triển ở độ ẩm 65-100%)

- Các yếu tố sinh học: Trong quá trình lên men, các vi sinh vật có mối quan hệ kháng sinh Quan hệ kháng sinh là mối quan hệ đối kháng giữa các vi sinh vật Sự có mặt của loài vi sinh vật này có thể gây tác động ức chế hoặc tiêu diệt loài vi sinh vật khác: vi khuẩn lactic sinh ra axit lactic ức chế sự phát triển của các loài vi sinh vật gây thối