Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đến cấu trúc, hàm lượng muối, ẩm và acid sau giai đoạn thính trong quy trình sản xu

Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài "Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đến cấu trúc, hàm lượng muối, ẩm và acid sau giai đoạn thính trong quy trình sản xuất mắm cá lóc fillet" do

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

LÊ HUỲNH ANH DUY

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA ENZYME PAPAIN

ĐẾN CẤU TRÚC, HÀM LƯỢNG MUỐI, ẨM VÀ ACID

SAU GIAI ĐOẠN THÍNH TRONG QUY TRÌNH

SẢN XUẤT MẮM CÁ LÓC FILLET

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Cần Thơ, 04 / 2011

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA ENZYME PAPAIN

ĐẾN CẤU TRÚC, HÀM LƯỢNG MUỐI, ẨM VÀ ACID

SAU GIAI ĐOẠN THÍNH TRONG QUY TRÌNH

SẢN XUẤT MẮM CÁ LÓC FILLET

MSSV: 2071801

Lớp: CNTP K33

Cần Thơ, 04 / 2011

Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài "Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain

đến cấu trúc, hàm lượng muối, ẩm và acid sau giai đoạn thính trong quy trình

sản xuất mắm cá lóc fillet" do sinh viên Lê Huỳnh Anh Duy thực hiện và báo cáo đã

được hội đồng chấm luận văn thông qua

Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện

Nguyễn Công Hà

Cần Thơ, ngày….tháng….năm 2011

Chủ tịch hội đồng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của thầy và bản thân tôi Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kì công trình luận văn nào trước đây

Tác giả luận văn

Lê Huỳnh Anh Duy

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Công Hà đã tận tình giúp đỡ em, truyền đạt cho em những kiến thức cũng như những kinh nghiệm vô cùng quý báu giúp em hoàn thành tốt luận văn này

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ thực phẩm đã cung cấp cho em những kiến thức bổ ích về cơ sở ngành và chuyên ngành, những tài liệu

có giá trị giúp em làm quen với việc nghiên cứu khoa học, tạo nhiều thuận lợi cho

em có thể hoàn thành luận văn của mình

Xin chân thành cảm ơn cô Dương Thị Phượng Liên đã giúp đỡ, giải đáp cho em những thắc mắc về những thay đổi trong quy chế học vụ giúp em hiểu rõ hơn và sắp xếp được chương trình học hợp lý hơn trong suốt khóa học tại trường

Em vô cùng biết ơn Ban lãnh đạo Công ty TNHH MỘT TV Bà Giáo Khỏe 55555, cùng các cô, chú, anh, chị, em trong Công ty đã tạo điều kiện thuận lợi, cũng như cung cấp cho em những kinh nghiệm thực tế giúp em hoàn thành luận văn tốt hơn

Em cảm ơn gia đình, người thân cùng tất cả các bạn đã cho em những lời động viên

về mặt tinh thần, cũng như những đóng góp ý kiến rất hay và luôn giúp đỡ em trong suốt thời gian làm luận văn này

Xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày 10 tháng 04 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Lê Huỳnh Anh Duy

TÓM LƯỢC

Trong sản xuất mắm cá lóc phi lê, công đoạn ướp muối và bảo quản chờ chín là những công đoạn quan trọng và chiếm nhiều thời gian nhất Trước đây đã có những nghiên cứu ứng dụng các enzyme như papain hay bromelain trích ly từ vỏ khóm vào công đoạn ướp muối nhằm rút ngắn thời gian thẩm thấu muối vào trong cơ thịt cá tuy nhiên hiệu quả mang lại không đáng kể Do đó trong đề tài này sẽ khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain vào công đoạn thính lên men chờ chín nhằm đẩy mạnh hơn quá trình phân giải đạm, rút ngắn thời gian sản xuất mà vẫn giữ được chất lượng sản phẩm mong muốn Những thí nghiệm trong đề tài này gồm có:

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi hàm lượng ẩm và cấu trúc sau quá trình thính lên men chờ chín

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi hàm lượng muối và độ acid sau quá trình thính lên men chờ chín

Mức enzyme bổ sung: 0%, 0.7%, 1.4%, 2.1% so với khối lượng cá

Kết quả nghiên cứu cho thấy:

Việc bổ sung enzyme papain với các nồng độ 0.7%, 1.4% và 2.1% so với khối lượng cá mang lại một số hiệu quả nhất định Tuy nhiên, qua các số liệu thu được

về các chỉ tiêu khảo sát về hàm lượng muối, hàm ẩm, cấu trúc và acid tổng có thể phản ánh được nồng độ enzyme bổ sung tương đối cao Dựa vào các số liệu của các chỉ tiêu khảo sát và những chỉ tiêu cảm quan có thể nói việc bổ sung enzyme papain vào công đoạn thính đã rút ngắn thời gian của giai đoạn lên men chờ chín xuống còn khoảng hai tháng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM LƯỢC iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH HÌNH vi

DANH SÁCH BẢNG vii

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Tổng quan 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1 Giới thiệu về nguyên liệu cá lóc 2

2.1.1 Phân loại: 2

a Các loại cá lóc: 2

b Hình thái, tập tính sinh học và sự phân bố 2

2.1.2 Cấu trúc cơ thịt cá 2

2.1.3 Thành phần hóa học của cơ thịt cá 4

a Protide của cá 4

b Các chất béo của thịt cá 5

c Muối vô cơ trong cơ thịt cá 6

2.1.4 Sự biến đổi của cá sau khi chết 6

a Sự tiết chất nhờn ra ngoài cơ thể 7

b Sự tê cứng của cá sau khi chết 7

c Sự tự phân giải của thịt cá 7

d Quá trình thối rữa 8

2.2 Giới thiệu chung về enzyme papain .9

2.2.1 Sơ lược về enzyme papain 9

a Tính chất vật lý của enzyme papain 9

b Tính chất hóa học của enzyme papain 9

2.2.2 Hoạt tính và cơ chế tác dụng của enzyme papain 11

a Hoạt tính 11

b Cơ chế tác dụng của enzyme 11

c Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của papain 12

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13

3.1 Phương tiện thí nghiệm 13

3.1.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm 13

3.1.2 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm 13

3.2 Phương pháp nghiên cứu 14

3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi hàm lượng muối và acid trong quá trình bảo quản chờ chín 15

3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi cấu trúc và độ ẩm trong quá trình lên men chờ chín .15

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 16

4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi hàm lượng muối và acid trong quá trình bảo quản chờ chín .16

4.1.1 Sự thay đổi hàm lượng muối 16

4.1.2 Hàm lượng acid tổng 19

4.2 Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi hàm lượng ẩm, cấu trúc thịt cá trong quá trình bảo quản chờ chín .24

4.2.1 Sự biến đổi hàm lượng ẩm 24

4.2.2 Sự biến đổi cấu trúc 26

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 28

5.1 Kết luận 28

5.2 Đề nghị 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO 29

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1: Kết cấu tổ chức cơ thịt cá 3Hình 2: Tâm hoạt động của papain 10Hình 3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm giai đoạn thính 14Hình 4: Đồ thị thể hiện sự biến đổi hàm lượng muối trong xác mắm theo thời gian

và nồng độ enzyme bổ sung 16Hình 5: Đồ thị thể hiện sự biến đổi hàm lượng muối trong nước bổi theo thời gian

và nồng độ enzyme bổ sung 18Hình 6: Đồ thị thể hiện sự biến đổi hàm lượng acid trong xác mắm theo thời gian

và nồng độ enzyme bổ sung 21Hình 7: Đồ thị thể hiện sự biến đổi hàm lượng acid trong nước bổi theo thời gian và

nồng độ enzyme bổ sung 23Hình 8: Đồ thị thể hiện sự biến đổi hàm lượng ẩm trong xác mắm theo thời gian và

nồng độ enzyme bổ sung 24Hình 9: Đồ thị thể hiện sự biến đổi cấu trúc cơ thịt cá theo thời gian và nồng độ

enzyme bổ sung 26

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1: Các thành phần cơ bản (tính theo căn bản ướt) của cá 4Bảng 2: Tính chất vật lý cuả enzyme papain 9Bảng 3: Các amino acid trong papain 10Bảng 4: Sự biến đổi hàm lượng muối trong xác mắm theo thời gian và nồng độ

enzyme bổ sung 17Bảng 5: Sự biến đổi hàm lượng muối trong nước bổi theo thời gian và nồng độ

enzyme bổ sung 19Bảng 6: Hàm lượng acid trong xác mắm theo thời gian và nồng độ enzyme 20Bảng 7: Sự biến đổi hàm lượng acid trong nước bổi theo thời gian và nồng độ

enzyme bổ sung 22Bảng 8: Sự biến đổi hàm lượng ẩm trong xác mắm theo thời gian và nồng độ

enzyme bổ sung 25Bảng 9: Biến đổi cấu trúc cơ thịt cá theo thời gian và nồng độ enzyme bổ sung 27

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Mắm là một trong những sản phẩm truyền thống đặc sắc của nước ta Từ rất xa xưa, người dân ta đã biết đến làm mắm với rất nhiều loại mắm khác nhau như: mắm cá lóc, cá sặc, cá linh…, tùy theo nguyên liệu cá làm mắm Trong số đó thì mắm cá lóc

được ưa chuộng nhất và đó cũng là sản phẩm chủ đạo trong các cơ sở sản xuất

mắm, có lẽ do hương vị đặc trưng của nó mang lại

Ngày nay, mắm không chỉ là sản phẩm truyền thống phục vụ cho những bữa ăn trong nước mà thị trường của nó ngày càng được mở rộng, việc sản xuất mắm không chỉ nhằm mục đích kéo dài thời gian bảo quản nguyên liệu cá mà còn là phục

vụ nhu cầu xuất khẩu ra thị trường ngoài nước Do đó việc sản xuất mắm ngày càng mang lại nguồn lợi kinh tế đáng kể

Điều kiện tự nhiên của Đồng bằng sông Cửu Long rất thuận lợi cho việc nuôi cá lóc

bông, là nguồn nguyên liệu chính cho việc sản xuất mắm Việc làm mắm hiện nay

đã được một số cơ sở mắm đưa lên quy mô bán công nghiệp, với cơ sở vật chất hiện đại hơn trước Mỗi hộ, cơ sở làm mắm có những suy nghĩ, cách làm mắm khác

nhau, nhưng nhìn chung thì vẫn dựa trên cơ sở, nền tảng của phương pháp sản xuất truyền thống, tốn rất nhiều thời gian, công sức, gây bất lợi về mặt kinh tế, làm tăng giá thành sản phẩm Xuất phát từ những vấn đề trên, cần phải nghiên cứu những biện pháp rút ngắn thời gian sản xuất mà vẫn giữ được phẩm chất đặc trưng của mắm sản xuất theo quy trình truyền thống

Ứng dụng enzyme Papain vào công đoạn lên men chờ chín (trong quá trình thính),

giúp cho quá trình phân giải, chín mắm nhanh hơn, hiệu quả hơn phương pháp truyền thống, rút ngắn thời gian sản xuất mà vẫn đảm bảo được chất lượng sản phẩm

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về nguyên liệu cá lóc

2.1.1 Phân loại:

a Các loại cá lóc:

Cá lóc đen (Channa striata)

Cá chành đục (Channa gachua)

Cá lóc bông (Channa micropeltes) Kích thước tối đa 150 cm

Cá dầy (Channa lucius) Kích thước tối đa 40 cm

Cá chèo đồi (Channa asistica)

Cá chuối (Channa maculate)

Trong đề tài này, nguyên liệu sử dụng là cá lóc bông (Channa micropeltes), thuộc lớp Osteichthyes, bộ Perciformes, họ Ophiocephalidae, giống Channa, loài Channa micropeltes Cuvier and Valenciennes

b Hình thái, tập tính sinh học và sự phân bố

Hình thái

Có từ 42 – 44 vây lưng, 17 vây ngực, 6 vây bụng, 36 – 37 vây hậu môn Đầu dài, mõm nhọn, ngắn, răng sắc bén xếp thành hàng phía trên Mắt tròn, nằm hơi lệch phía sau đầu Thân cá dài, tròn, hơi dẹp về phía đuôi Thân cá được bao phủ bởi lớp vảy rất đều Mặt lưng phía trên có màu xám, bụng cá trắng Vây cá màu xẫm, về cuối mút các tia vây có màu hồng nhạt

Tập tính sinh học và sự phân bố

Cá lóc bông là loài cá ăn tạp, thích sống ở vùng nước đục, có nhiều rong cỏ Cá sống ở sông, kênh rạch, ao hồ, đồng ruộng ngập nước có nhiều thực vật thủy sinh

Cá có tính thích nghi với môi trường rất mạnh

Ở nước ta, cá lóc bông thường sống ở hệ thống sông Cửu Long, một số sống ở các

hệ thống sông ở Tây Nguyên Ngoài ra cá còn sống ở một số nước khác như: Ấn

Độ, Mianma, Thái Lan, Lào, Campuchia,

(Tài liệu trích dẫn: sách đỏ Việt Nam trang 280)

2.1.2 Cấu trúc cơ thịt cá

Thịt cá là một hệ keo, được tạo nên từ các màng ngăn, các sợi cơ và nội mạc Các màng ngăn chia hệ cơ của cá thành các phần ngang và gồm chủ yếu là collagen và elastin, chúng tạo nên trong màng ngăn một mạng lưới có cấu trúc nhỏ chứa đầy dung dịch muối protid và chất nhờn Cấu trúc cơ thịt cá gần giống như các động vật

khác gồm có các mô: mô cơ, mô liên kết, mô mỡ và mô xương Dựa vào chức năng cấu tạo và vị trí của các loại cơ ta phân ra ba nhóm:

• Cơ vân ngang hay còn gọi là cơ xương đảm bảo mọi cử động tùy ý

• Cơ trơn là những cơ của các cơ quan bên trong

• Cơ tim cấu tạo nên tổ chức của tim

Trong các loại cơ trên thì cơ vân được quan tâm nhiều nhất vì đây là loại cơ chiếm nhiều nhất trong thịt cá, có giá trị dinh dưỡng cao nhất Các loại cơ trơn và cơ tim chiếm tỉ lệ rất nhỏ

Cơ vân ngang của cá gồm có 3 phần: sợi cơ, màng sợi cơ và màng ngăn Trong sợi

cơ có tơ cơ, tương cơ và nhân

Hình 1: Kết cấu tổ chức cơ thịt cá

1 Nội mạc cơ 2 Mạng lưới cấu trúc nguyên sinh chất

5 Chất nguyên sinh 6 Vách ngăn

7 Mạng lưới cấu trúc của vách ngăn

(Phan Hoàng Thi và Đoàn Thi Ngọt, 1981)

2.1.3 Thành phần hóa học của cơ thịt cá

Tương tự như các loài động vật thủy sản, trong cơ thịt cá lóc bông cũng chứa các thành phần hóa học như: nước, protein, lipid, muối vô cơ, vitamin,… Các thành phần này khác nhau rất nhiều, phụ thuộc vào giống loài, giới tính, điều kiện ngoại cảnh của môi trường sinh sống Ngoài ra, thành phần thức ăn, thời tiết và yếu tố di truyền cũng ảnh hưởng rất lớn đến các thành phần hóa học trong cơ thịt cá Các thành phần này và sự biến đổi của chúng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình bảo quản nguyên liệu tươi, quá trình chế biến và mùi vị, giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

Bảng 1: Các thành phần cơ bản (tính theo căn bản ướt) của cá

Cá (phi lê) Thành phần

Tối thiểu Thông thường Tối đa

Đây là thành phần chủ yếu trong cơ thịt cá, chiếm khoảng 70 – 80% tỉ lệ chất khô

Thịt cá chủ yếu là loại thịt trắng Người ta phân protide của tổ chức cơ thịt động vật thủy sản làm hai loại lớn: tương cơ (chất cơ hòa tan) và chất cơ bản (chất còn lại sau khi ép lấy tương cơ)

Tương cơ

Thành phần chủ yếu trong chất cơ hòa tan gồm có: miozin, miogem, mioalbumin, nucleoproteit, mioglobulin, globulin X, Soluble miogenfibrin,…

Miozin: là một protein thuộc loại globulin chiếm 40 – 50% protide của cơ thịt cá,

đông đặc ở 45 – 500C trở thành chất không tan Miosin hòa tan trong dung dịch muối trung tính loãng, điểm đẳng điện pI = 5 – 6

Miogen: còn gọi là miozinogen, đông đặc ở nhiệt độ 55 – 600C Phương pháp xác

định miogen như sau: lấy nước thịt cá cho sunfatamor vào đến trạng thái bán bảo

hòa, loại bỏ miozin đi, điều chỉnh pH của dịch còn lại thành môi trường acid thì thu

được miogen kết tủa

Soluble miogenfibrin: là chất tương tự như globulin Đông đặc ở nhiệt độ 30 –

400C

Mioprotein: không có tính đông đặc, pI = 4,7

Actin: tồn tại ở hai dạng: dạng hình cầu G-Actin và dạng hình sợi F-Actin, cả hai dạng này đều có thể chuyển hóa lẫn nhau

Chất cơ bản

Chất cơ bản là thành phần chủ yếu của tổ chức liên kết trong cơ thịt cá, chúng thuộc loại protide khung, không tan, chủ yếu gồm có collagen, elastin và các chất khác Số lượng của các chất này ảnh hưởng trực tiếp tới giá trị dinh dưỡng và mức độ mềm mại của cơ thịt Chất cơ cơ bản trong thịt cá chiếm khoảng 15% tổng lượng protide

Các chất hòa tan ngấm ra của thịt cá

Khi ta ngâm thịt của động vật thủy sản vào nước ấm hoặc nước nóng, sẽ có một số chất trong thịt cá hòa tan ra, đó là các chất ngấm hay chất rút Các chất ngấm chiếm khoảng 2 – 3% trong thịt tươi, trong đó khoảng 1/3 là các chất hữu cơ có đạm, còn lại là các chất vô cơ

Các chất hữu cơ có đạm bao gồm:

Các hợp chất dẫn xuất của loại guanidin như acid creatinic, creatinin…

Các hợp chất thiazol như histidin, carnosin, anserin…

Các loại kiềm trimethylamin như trimethylaminoxit, betain…

Các acid amin tự do như: glutamine, alanin, prolin, tyrosin, leusin, tryptophan…

Các chất có đạm khác như bazơ purin, taurin, ure…

Các chất hữu cơ không đạm bao gồm:

Các chất béo trung tính, photpholipid, cholesterol, glycogen, acid lactic, glucoza, inositol, acid succinic…

Những chất vô cơ: chủ yếu là acid photphoric, kali, canxi, phần lớn chúng ở dạng clorua hóa Trimethylamin (TMAO) là hợp chất tiêu biểu tạo nên mùi thơm đặc trưng cho sản phẩm cá, nhưng ngược lại quá trình phân giải xảy ra tạo trimethylamin (TMA), dimethylamin (DMA), formol, betain, NH3 tạo nên mùi hôi tanh khó chịu cho sản phẩm; nhưng hàm lượng TMAO này lại có nhiều ở cá biển hơn là cá nước ngọt

(Đoàn Thị Kiều Tiên, 2002)

b Các chất béo của thịt cá

Chất béo trong thịt động vật thủy sản chủ yếu là triglycerit do acid béo bậc cao hóa hợp với glycerin tạo thành Ngoài ra còn có các chất không phải glycerin, các chất này được gọi là các chất không xà phòng hóa Tương tự như các loại chất béo khác, chất béo trong cơ thịt động vật thủy sản cũng không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ Chất béo của thủy sản thường có màu vàng nhạt, lượng vitamin A trong chất béo càng nhiều thì màu càng sẫm Dầu sẽ biến màu nhanh chóng, chuyển

dần từ màu vàng sang màu đỏ, sang nâu hoặc đen nếu quá trình xử lý, chế biến không tốt hoặc để chất béo tiếp xúc nhiều với ánh nắng, không khí ở nhiệt độ cao Các acid béo không bão hòa cao độ chiếm hơn 84%, do đó chỉ số Iod cao hơn nhiều

so với các loại dầu khác Vì điều kiện này nên dầu cá rất dễ bị oxi hóa, sản sinh ra nhiều chất thuộc loại aldehyde, ceton, các loại acid cấp thấp làm cho dầu cá có mùi khó chịu

Chỉ số xà phòng hóa của dầu cá là 180 – 200, chỉ số này thấp là do phân tử lượng của các acid cấu thành dầu cá tương đối cao và số lượng các chất không xà phòng hóa tương đối nhiều, tỉ trọng 0,92 – 0,93 Chỉ số Iod khoảng 200

c Muối vô cơ trong cơ thịt cá

Các muối vô cơ trong cá tập trung chủ yếu trong mô xương, và nhiều nhất ở xương sống Hai nguyên tố chiếm nhiều nhất trong xương là Canxi và photpho Ngoài ra trong thịt cá là nguồn giàu các nguyên tố sắt, đồng, lưu huỳnh, Iod và một số nguyên tố niken, coban, chì, asen,…

Các muối vô cơ trong thủy sản phụ thuộc rất lớn giống, loài, môi trường sống

2.1.4 Sự biến đổi của cá sau khi chết

Sau khi được đánh bắt, cá nhanh chóng bị chết Sau khi chết, trong cơ thể cá biến

đổi qua các giai đoạn sau:

- Sự tiết chất dịch ra ngoài cơ thể cá

- Sự tê cứng sau khi chết

- Sự tự phân giải

- Quá trình thối rữa

Thời gian xảy ra các quá trình này không cố định, chúng phụ thuộc vào giống, loài,

điều kiện, phương pháp đánh bắt, bảo quản Cơ thịt cá nhanh chóng hư hỏng do các điều kiện bên trong cơ thể cá như sau:

- Hàm lượng nước trong thịt cá khá cao

- Hàm lượng glycogen thấp nên thời gian tê cứng ngắn hơn

Sau khi chết cá tiết nhớt nhiều ra bề mặt, đây là môi trường rất thuận lợi cho vi khuẩn sinh sống, gây ươn hỏng cá nhanh chóng

- Cá có nhiều enzyme nội tại và hoạt tính enzyme mạnh, nên xảy ra quá trình tự phân giải bên trong cơ thịt cá

- Hàm lượng chất trích ly cao và là môi trường tốt cho vi khuẩn phát triển

a Sự tiết chất nhờn ra ngoài cơ thể

Khi cá còn sống, chất nhớt có tác dụng bảo vệ cơ thể cá chống lại các vi khuẩn có hại xâm nhập vào cơ thể cá, giúp cá giảm ma sát với nước khi cá bơi lội Tuy nhiên, sau khi cá chết, chất nhớt là môi trường sống lý tưởng cho rất nhiều loại vi khuẩn gây hại, chúng dần xâm nhập vào trong cơ thể cá, làm thối rữa co thịt cá Trong giai

đoạn này, cơ thể cá rất mềm mại, cá duỗi hoàn toàn, cơ thịt cá vẫn săn chắc, đàn hồi

rất tốt

b Sự tê cứng của cá sau khi chết

Sau khi cá chết một thời gian, cùng với sự tiết nhớt thì quá trình tê cứng cũng bắt

đầu Trước quá trình này, actin và myosin không kết hợp với nhau, chúng trượt được lên nhau nên cơ thịt cá mềm mai, nhưng sau khi cá chết một thời gian, mức

năng lượng ATP trong cá giảm nhanh, actin và myosin kết hợp lại với nhau tạo thành actomyosin không thể kéo dãn được nên gây ra hiện tượng co cứng ở cơ thịt

động vật thủy sản Trong quá trình này cơ thể cá bắt đầu cứng dần, cơ thịt cá mất

tính đàn hồi, cơ thịt sẫm lại Trong giai đoạn này, khả năng giữ nước của thịt cá giảm xuống thấp nhất, pH thịt cá giảm mạnh, do lượng acid lactic sinh ra rất mạnh bởi sự phân giải glycogen dưới tác dụng của men glycolysis trong điều kiện yếm khí

(C6H12O6) n + nH2O → 2nC3H6O3

Sự tê cứng đến sớm hay chậm phụ thuộc vào các nguyên nhân chủ yếu như: giống loài, nguồn thức ăn của cá, phương pháp đánh bắt, chế độ bảo quản, vận chuyển sau

đánh bắt

c Sự tự phân giải của thịt cá

Quá trình này diễn ra tiếp theo sau quá trình co cứng Trong quá trình này, cơ thịt cá bắt đầu mềm trở lại do sự tự phân giải diễn ra trong cơ thịt dưới tác dụng của các enzyme protease nội tại Trong quá trình tự phân giải, tổ chức cơ thịt sản sinh nhiều biến đổi, cơ thịt mềm mại, hương vị thơm ngon, độ ẩm tương đối lớn Khả năng giữ nước trong giai đoạn này tăng lên, nguyên nhân là do sự chuyển động của các ion làm tăng điện tích ở protein cơ tạo điều kiện tăng khả năng hút nước và giữ nước.Tốc độ tự phân giải tùy thuộc vào giống, loài, môi trường, pH, nồng độ muối

vô cơ

d Quá trình thối rữa

Đây là giai đoạn cuối cùng của, đến giai đoạn này cá bắt đầu xuất hiện các dấu hiệu

hư hỏng, xuất hiện mùi thối rữa, nguyên nhân chủ yếu là do các vi khuẩn gây thối rữa bao gồm:

Vi khuẩn nha bào hiếu khí: Bacillus subtilis, Bacillus vulgatus, những vi khuẩn

trong đất, trong khí

Vi khuẩn không nha bào hiếu khí: E.coli, Peudomona, Fruuoresceris

Vi khuẩn kị khí hình thành nha bào: Clostridium putificey

Vi khuẩn gây thối rữa thịt cá: Achromabacter flaw bacterium

Các vi khuẩn gây thối rữa biến đổi rất phức tạp nhưng chủ yếu là sự phân giải amino acid thành các sản vật cấp thấp như: indol, fenol, acid có đạm và acid béo sinh ra hydrosunfit, NH3, CO2; ảnh hưởng đến chất lượng, mùi vị sản phẩm khi chế biến ngoài ra nó còn có thể gây độc tính

Đến nữa cuối giai đoạn này, cơ thịt động vật thủy sản hư hỏng hoàn toàn, không thể

sử dụng được nữa

2.2 Giới thiệu chung về enzyme papain

2.2.1 Sơ lược về enzyme papain

Papain (EC 3.4.22) là một loại protease thực vật có tác dụng phân giải protein Papain có rất nhiều trong nhựa đu đủ (Carica Papaya L.), có hiệu lực xác tác cao trong các phản ứng sinh học và hóa học

a Tính chất vật lý của enzyme papain

Bảng 2: Tính chất vật lý cuả enzyme papain

b Tính chất hóa học của enzyme papain

Về mặt cấu tạo, papain là một loại endoprotease chứa 16,1%N và 1,2%S

Theo kết quả phân tích bằng tia X, papain là một chuỗi polypeptide gồm 212 amino acid không chứa methionine, đầu N là isoleucine, đầu C là asparagines có 6 gốc cystein tạo thành 3 cầu disulfur ở các vị trí 22 ÷ 63, 56 ÷ 95, 153÷200

Bảng 3: Các amino acid trong papain

Amino acid Số lượng Aminoacid Số lượng

Arginine 10 Phenylalanine 4

Aspartic acid 17 Praline 9

Haf – cysteine 6 Serine 11

Glutamic acid 17 Threonine 7

Lys – Asp – Glu – Gly – Ser – Cys – Gly – Ser – Cys

Hình 2: Tâm hoạt động của papain

2.2.2 Hoạt tính và cơ chế tác dụng của enzyme papain

a Hoạt tính

Papain thủy phân protein thành các polypeptide và các amino acid, đóng vai trò vừa như endopeptidase vừa như exopeptidase Các endopeptidase thủy phân protein chủ yếu thành peptide, các exopeptidase thủy phân các peptide thành các amino acid

Do đó, so với các loại enzyme protease khác thì papain có khả năng thủy phân sâu hơn rất nhiều

Tính đặc hiệu của papain rất rộng, nó có khả năng phá hủy hầu hết các liên kết peptide, ngoại trừ các liên kết với proline và các glutamic acid có nhóm carboxyl tự

do

Papain bị kiềm hãm bởi các chất oxi hóa như:O3, O2, H2O2, Iodur acetate, cystine,

và các hợp chất disulfur Các chất này phản ứng với nhóm –SH ở trung tâm hoạt

động của papain, làm phá vỡ cấu trúc của trung tâm hoạt động Papain bị bất hoạt

thuận nghịch bởi không khí, cysteine ở nồng độ thấp Tuy nhiên, papain rất bền đối với các tác nhân gây biến tính là dung môi hữu cơ

b Cơ chế tác dụng của enzyme

Cơ chế tác dụng của enzyme thường đi qua 3 giai đoạn sau:

Giai đoạn thứ nhất: Enzyme sẽ kết hợp với cơ chất tạo ra phức hệ enzyme - cơ

chất (ES) Tuy nhiên liên kết trong phức hệ này là những liên kết yếu, không bền rất

dễ bị phá vỡ Phản ứng tạo ra phức hệ này thường xảy ra nhanh, cần có một ít năng lượng để thực hiện phản ứng

Giai đoạn hai: lúc này cơ chất đã tạo phức với enzyme, nó làm thay đổi cấu trúc

không gian, mức độ bền vững của các liên kết, và do đó làm phá vỡ các liên kết, phức hệ ES bị tách ra tạo thành sản phẩm Tốc độ phản ứng trong giai đoạn này đạt cực đại

Giai đoạn ba: enzyme được giải phóng, hoạt động tự do

Cơ chế xúc tác tổng quát của enzyme:

E + S ES E + P

E: enzyme

S: cơ chất

P: sản phẩm

c Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của papain

Nồng độ cơ chất

Nồng độ cơ chất tăng thì phản ứng sẽ tăng Tuy nhiên khi nồng độ cơ chất tăng đến một mức độ nào đó thì tốc độ phản ứng đạt cực đại, khi đó tốc độ phản ứng không tăng lên được nữa dù tăng nồng độ cơ chất

Nhiệt độ

Nhiệt độ của phản ứng xúc tác chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố Nếu cho phản ứng xúc tác trong thời gian dài thì nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme, nồng độ enzyme, nồng độ cơ chất, dạng tồn tại của enzyme

Papain chịu được nhiệt độ tương đối cao, ở dạng nhựa khô papain không bị biến tính trong 3 giờ ở nhiệt độ 1000C Ở dạng dung dịch papain bị mất hoạt tính sau 30 phút ở 82,50C và nếu tăng nhiệt độ lớn hơn 1000C thì sẽ mất hoạt tính hoàn toàn do trung tâm hoạt động của enzyme đã bị phá vỡ

pH

pH là yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme mạnh nhất Papain hoạt

động trong khoảng pH tương đối rộng từ 4,5 ÷ 8,5 Nhưng rất dễ bị biến tính trong

môi trường acid có pH<4,5 hoặc trong môi trường kiềm mạnh có pH >12 Tùy thuộc vào từng loại cơ chất mà papain có những khoản pH tối thích khác nhau Ngoài ra, các ion kim loại, trạng thái và điều kiện bảo quản cũng là những yếu tố

ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme papain

Các ion kim loại và các chất ức chế

Các ion kim loại có ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính của enzyme, chúng thường gắn vào trung tâm hoạt động của enzyme Bên cạnh đó thì có các chất ức chế, chất kìm hãm, chúng thường kết hợp với nhóm SH của trung tâm hoạt động của enzyme làm cho enzyme giảm hoặc mất hoạt tính xúc tác

Ngoài ra điều kiện bảo quản cũng ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương tiện thí nghiệm

3.1.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm

Địa điểm: Công ty TNHH Một TV Bà Giáo Khỏe 55555 và phòng thí nghiệm Bộ

môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng – Trường

3.2 Phương pháp nghiên cứu

Cá sau công đoạn ướp muối được tiến hành theo các công đoạn sau

Hình 3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm giai đoạn thính

A0: mẫu không bổ sung enzyme ở công đoạn thính

A1: mẫu bổ sung 0,7% enzyme papain ở giai đoạn thính

A2: mẫu bổ sung 1,4% enzyme papain ở giai đoạn thính

A3: mẫu bổ sung 2,1% enzyme papain ở giai đoạn thính

Cá khi kết thúc công đoạn

3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến

đổi hàm lượng muối và acid trong quá trình lên men chờ chín

Mục đích: theo dõi sự thay đổi hàm lượng muối và độ acid ứng với các tỷ lệ bổ sung enzyme theo thời gian trong quá trình lên men chờ chín

Chỉ tiêu theo dõi: sự thay đổi hàm lượng muối và acid

Thời gian lấy mẫu: mẫu được lấy 3 ngày 1 lần kể từ lúc thính

Phương pháp phân tích: đối với hàm lượng muối phân tích theo phương pháp Mohr,

đối với hàm lượng acid thì xác định lượng acid toàn phần

Thí nghiệm lặp lại 2 lần cho mỗi mẫu

Chuẩn bị mẫu: cá sau khi kết thúc giai đoạn ướp muối được rửa sạch, phi lê, lột da,

để ráo nước sau đó tiến hành thính Phần nước bổi thì tiến hành nấu, vớt bỏ lớp bọt,

sau đó tiến hành lọc, để nguội và chuẩn bị bổ sung enzyme với các nồng độ khác nhau

3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến

đổi cấu trúc và độ ẩm trong quá trình lên men chờ chín

Mục đích: theo dõi sự thay đổi cấu trúc, hàm lượng ẩm của cơ thịt cá ứng với các tỷ

lệ bổ sung enzyme theo thời gian trong quá trình lên men chờ chín để có thể đánh giá hiệu quả của việc bổ sung enzyme papain

Chỉ tiêu theo dõi: độ ẩm, cấu trúc cơ thịt cá

Phương pháp phân tích: đối với chỉ tiêu cấu trúc dùng máy đo cấu trúc Texture Analyzer, đối với chỉ tiêu ẩm ta dùng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi Thời gian lấy mẫu: mẫu được lấy 3 ngày 1 lần kể từ lúc thính

Cách lấy mẫu và đo mẫu: mẫu được cắt thành những phần nhỏ có kích thước tương

đối đồng đều, mẫu được đo lấy số liệu 3 lần, sau đó lấy trung bình của 3 số này Đối

với đo độ ẩm thì dùng máy xay nhuyễn giúp đo ẩm nhanh hơn

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi hàm lượng muối và acid trong quá trình bảo quản chờ chín

4.1.1 Sự thay đổi hàm lượng muối

Theo phương pháp sản xuất truyền thống, muối ngấm vào trong cơ thịt cá một cách

tự nhiên, trên cơ sở chênh lệch nồng độ tạo ra áp suất thẩm thấu, muối từ ngoài ngấm vào cơ thịt cá, nước từ trong thịt cá sẽ di chuyển ra ngoài, quá trình này cần một khoảng thời gian tương đối dài để đạt được sự cân bằng giữa hàm lượng muối trong và ngoài cơ thịt cá Do đó việc bổ sung enzyme papain vào với mục đích phân cắt protein khung mạng của cơ thịt cá nhằm tạo điều kiện cho muối ngấm vào trong

cơ thịt cá nhanh hơn Qua đó xem xét hiệu quả của việc bổ sung enzyme papain so với phương pháp sản xuất truyền thống Kết quả khảo sát ảnh hưởng của enzyme papain đối với sự biến đổi hàm lượng muối của mẫu xác trong quá trình bảo quản chờ chín như sau:

Hình 4: Đồ thị thể hiện sự biến đổi hàm lượng muối trong xác mắm theo thời

gian và nồng độ enzyme bổ sung

Dựa vào đồ thị ta thấy hàm lượng muối có xu hướng tăng nhẹ theo thời gian Các mẫu có bổ sung enzyme papain có hàm lượng muối cao hơn mẫu không bổ sung enzyme, tuy nhiên chênh lệch không lớn Mẫu A1 và mẫu A2 có hàm lượng muối cao hơn hai mẫu còn lại