tìm hiểu về sản phâm lên men

Việt Nam là nước có đường bờ biển dài trên 3200km từ Móng Cái đến Cà Mau.Cùng với biển,diện tích mặt nước ngọt,nước lợ của nước ta cũng rất lớn.Với những điều kiện thuận lơi như trên thì nguồn lợi thủy sản của nước ta là rất lớn.Bao gồm nhiều chủng loài như: cá nước ngọt,cá nước mặn và nước lợ,tôm,giáp xác,động vật thân mềm,… Với nguồn lợi thủy sản vô cùng to lớn,nhu cầu tiêu thụ của nước ta đáp ứng yêu cầu tiêu thụ nội địa và xuất khẩu cũng ngày càng tăng theo.Nhu cầu tăng kéo theo sự phát triển của các phương thức bảo quản, chế biến nguồn nguyên liệu thủy sản vô cùng phong phú này.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TPHCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN

1.Mở đầu

Việt Nam là nước có đường bờ biển dài trên 3200km từ Móng Cái đến Cà Mau.Cùng vớibiển,diện tích mặt nước ngọt,nước lợ của nước ta cũng rất lớn.Với những điều kiện thuậnlơi như trên thì nguồn lợi thủy sản của nước ta là rất lớn.Bao gồm nhiều chủng loài như:

cá nước ngọt,cá nước mặn và nước lợ,tôm,giáp xác,động vật thân mềm,…

Với nguồn lợi thủy sản vô cùng to lớn,nhu cầu tiêu thụ của nước ta đáp ứng yêu cầu tiêuthụ nội địa và xuất khẩu cũng ngày càng tăng theo.Nhu cầu tăng kéo theo sự phát triểncủa các phương thức bảo quản, chế biến nguồn nguyên liệu thủy sản vô cùng phong phúnày

Một số cách thức chế biến bảo quản thủy sản thông thường:

Phương pháp này tạo nên một sản phẩm vô cùng đặc trưng của nước ta đó là sản phẩmmắm.Đó là lí do nhóm chúng em xin lựa chọn đề tài:

“Quy trình công nghệ sản xuất các loại mắm lên men lactic”

Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường Glucose dưới tác dụng của VSVtrong điều kiện yếm khí thành Axit hữu cơ khác giải phóng năng lượng Lên men lactic làmột trong những loại hình lên men phát triển nhất trong thiên nhiên, có hai kiểu lên menlactic chính là lên men đồng hình và lên men dị hình

Lên men lactic đồng hình (điển hình): Trong trường hợp này acid pyruvic đượctạo thành theo sơ đồ Embden – Mayerhorf-Parnas Sau đó acid pyruvic sẽ tạo thành acidlactic dưới tácdụng của enzyme lactatdehydrogenase.Lượng acid lactic tạo thành chiếmhơn 90% Chỉ một lượng nhỏ pyruvat bị khửcacbon để tạo thành acid axetic, etanol, CO2

và axeton Lượng sản phẩm phụ tạo thành phụ thuộc vào sự có mặt của oxy

Lên men lactic dị hình :Xảy ra trong trường hợp vi khuẩn lactic không có cácenzyme cơ bản của sơ đồE m b de n – Ma y e rh o r f – Pa r n a s ( a l do l a se và

t r i o z o p h o t ph a t i z om e ra se ) v ì vậ y xilulose 5-photphat sẽ được tạo thành theo conđường pento-photphat (PP).Trong trường hợp này chỉ có 50% lượng đường tạo thànhacid lactic, ngoài racòn có các sản phẩm phụ khác như: axic axetic, etanol, CO2 Các sảnphẩm phụtương tác với nhau tạo thành ester có mùi thơm.Phương trình tổng quát:

C6H12O6 CH3CHOHCOOH + CH3COOH + C2H5OH + COOH(CH2)2COOH + CO2

Glucose acid lactic (40%) acid acetic etanol acid sucxinic

Lượng sản phẩm phụ tạo thành hoàn toàn phụ thuộc vào giống vi sinh vật,vào môitrường dinh dưỡng và điều kiện ngoại cảnh, nói chung thì acid lactic thườngchiếm 40% lượng đường đã được phân hủy, acid sucxinic 20%, rượu etylicchiếm 10%,acid axetic 10% và các loại khí gần 20%

2.1.2 Các loại vi sinh vật có trong mắm lên men

Vi sinh vật có mặt ngay từ đầu quá trình chế biến do nguyên liệu, dụng cụ mangtheo và từ ngoài môi trường nhiễm vào, nhưng do nồng độ muối quá cao nên chúngkhông hoạt động được Ngay trong giai đoạn ngắn đầu tiên khi muối chưa kịp tác dụng

có một ít vi sinh vật gây thối hoạt động Với sự hình thành nước, độ mặn tăng lên dần.Khi đạt từ 12% trở lên thì các vi khuẩn gây thối hầu như ngừng hoạt động vì các vi khuẩn

khác cũng bị ức chế cao độ Như vậy trong quá trình chế biến nước mắm, sự tham giavào quá trình thủy phân protein của sinh vật tương đối yếu nhưng về sự hình thành củamùi vị nước mắm trong quá trình chế biến thì vi khuẩn đã tham gia khá tích cực.

Các vi sinh vật tồn tại trong nước mắm được chia thành hai nhóm, nhóm vi sinhvật ưa muối có thể phát triển được trong môi trường có nồng độ muối trên 10% và nhóm

vi sinh vật không ưa muối thì phát triển ở nồng độ dưới 10% Các vi khuẩn ưa muối cao

Ở thời gian đầu của quá trình chế biến nước mắm, vi sinh vật hiếu khí phát triển được và

có tham gia vào quá trình thủy phân cá thông qua enzyme vi sinh vật nhưng dần dầnmuối ngấm vào cá thì hoạt động của chúng giảm dần còn vi sinh vật yếm khí còn hoạtđọng được ở giai đoạn sau của quá trình chế biến nước mắm

Những vi sinh vật gây hương yếm khí, bản thân không ưa muối nhưng trong môitrường chế biến chượp chúng thích nghi dần với độ mặn và có thể phát huy được tácdụng Từ lớp váng nổi đặc biệt trong một số thùng nước mắm các nhà nghiên cứu đãphân lập được 2 chủng vi khuẩn tạo hương sau:

Staphylococcus intermediu thuộc giống Staphylococcu; họ Micrococcaceae và Vibriocosticola; thuộc giống Vibrio, họ Vibrionaceae

Từ một số loại món ăn đã phân lập được:

Hình1.Vi khuẩn lên men chua ở sữa bò Streptococcus lactis

Hình 2.Các vi khuẩn Lactic được xếp chung vào họ Lactobacteriaccae

Hình 3 Bacillus lichenformis

Hình 4 Chủng 2 bacillus pasterii

Hình 5 Chủng 3 bacillus megaterium

Hình 6 Chủng 4 bacillus firmus

Hình 7 Chủng 5 bacillus sphaericus.

Hình 8.Chủng 6 micrococcus luteus, thuộc giống Micrococcus

Một số chủng vi khuẩn:

2.2 Một số quy trình công nghệ sản xuất mắm lên men lactic

2.2.1 Sản xuất nước mắm cái (mắm nêm).

Nguyên liệu chính cũng là cá và muối Được làm như sản xuất nước mắm Chúng ta có thể thu dịch lọc của chúng, sản phẩm đó gội là nước mắm; hoặc có thể lấy cả nước và cái rồi bổ sung thêm dịch thơm hay quả thơm, đường làm cơ chất để lên men lactic

Hiện này phần lớn sản xuất theo quy mô hộ gia đình, sản xuất phương pháp truyền thống nên chưa có quy trình cụ thể nào

2.2.1.1 Quy trình

Quy trình sản xuất nước mắm, chúng ta thu dịch lọc là nước mắm Nhưng ta lấy phần cái

và nước hay gọi là mắm cái nguyên chất chưa lọc, bô sung thêm cơ chất để lên menlactic

2.2.1.2 Vi sinh vật lên men

Lên men là phương pháp dùng vi khuẩn hay nấm mốc để thủy phân thịt cá làm cho giaiđoạn chín của phương pháp nhanh hơn, rút ngắn thời gian chế biến nước mắm Hiện naynấm mốc được chọn để thủy phân thịt cá là Aspergillusoryzae

Asp Oryzae là một loại nấm vi thể thuộc bộ Plectascales, lớp Ascomycetes (nang khuẩn)

Cơ thể sinh trưởng của nó là một hệ sợ bao gồm những sợi rất mảnh, chiều ngang 5-7

µm, phân nhánh rất nhiều và có vách ngăn, chia sợi thành nhiều bao tế bào (nấm đa bào)

Từ những sợi nằm ngang này hình thành những sợi đúng thẳng dọi là cuống đính bào tử,

ở đó có cơ quan sinh sản vô tính Cuống đính bào tử của Asp Oryzae thường dài 1-2mmnên có thể nhìn thấy bằng mắt thường Phía đầu cuống đính bào tử phồng lên gọi là bọng

Từ bọng này phân chia thành những bào tử đính vào nhau, nên gọi là đính bào tử Đínhbào tử của Asp Oryzae có màu vàng lục hay màu vàng hoa cau

Nguyên lý: trong nấm mốc Aspergillus oryzae có hệ enzyme protease như: innulase,imertase, asparaginaza, glutaminase, proteolytic Những enzyme này có khả năng thủyphân protid thành acid amin ở điều kiện nhiệt độ và pH thích hợp là: nhiệt độ 37-410C,pH=6-8

Loại mốc này có thể sản xuất theo 2 cách:

• Cho mốc lên men tự nhiên, nấu cơm lên để nguội, trãi ra ngâm, đem phơi và lấy nấmmốc bên ngoài môi trường Phương pháp này có khuyết điểm là thời gian tạo mốc kéodài và xuất hiện nhiều tạp trùng, tạp mốc

• Cấy giống mốc Aspergillus oryzae đã phân lập rồi cấy vào môi trường thì hoàn toànđược một loại mốc tinh khiết Phương pháp này nhanh và đảm bảo phẩm chất tốt

2.2.1.3 Tổng quan nguyên liệu

Thành phần cơ bản gồm có :nước,protein,lipit,gluxit,khoáng,… Ngoài ra trong nguyênliệu cá còn có ezyme,vitamin.sắc tố,độc tố,

Những loài cá khác nhau, thành phần hóa học và cấu trúc cũng khác nhau, nhất là hệenzym trong cá vì vậy tạo ra loại nước mắm có chất lượng khác nhau

- Cá tươi chế biến chất lượng tốt hơn cá ươn

- Loại cá có kết cấu cơ thịt lỏng lẽo, mềm mại, ít vảy dễ chế biến hơn loại cá cứng, chắc,nhiều vảy

- Nếu cá có nhiều mỡ thì nước mắm có mùi ôi khét khó chịu, mùi chua (do sự thủy phânchất béo thành acid béo và glycerid) hoặc khét do oxy hóa chất béo

- Cá sống ở tầng nước mặt và giữa như cá thu, cá cơm, cá nục, cá mòi cho chất lượngnước mắm tốt nhất vì nó ăn được thức ăn ngon nên dinh dưỡng và thành phần đạm cao

- Cá sống ở tầng nước dưới và tầng đáy như cá phèn, cá mối cho nước mắm có chấtlượng kém vì thiếu thức ăn (ăn rong, rêu, bùn hoặc thực vật dưới đáy) làm cho thịt cáthiếu dinh dưỡng và bụng cá có bùn đất ảnh hưởng đến màu sắc nước chượp

2.2.1.4 Thuyết minh quy trình

• Xử lý nguyên liệu:

+Cá: làm sạch và cắt nhỏ nếu cần thiết

+Mốc: yêu cầu tốc độ sinh trưởng và phát triển nhanh, hình thái khuẩn ty nhỏ và mập,không tiết ra độc tố trong quá trình sản xuất, giai đoạn phát triển tốt nhất là sau 2 ngày ởnhiệt độ và độ ẩm thích hợp

+Muối: là thành phần cấu tạo nên nước mắm Nếu dùng một lượng thích hợp thì sẽ có tácdụng kích thích men hoạt động làm cho quá trình chượp nhanh chóng và khống chế được

vi sinh vật gây thối rữa Tốt nhất là nên dùng muối tinh thể nhỏ, màu sáng, độ rắn cao

• Thủy phân:

Tỷ lệ mốc 3-4% so với cá tính theo chế phẩm mốc thô và cá xay nhỏ trộn đều với mốc

Giai đoạn đầu có thể cho 5-10% nước để vừa ngấm ướt mốc, tạo điều kiện thủy phânđược nhanh để nhiệt độ 37-410C trong vòng 10-15 ngày là chượp chín Lượng muối chovào trong giai đoạn thủy phân là 4-6% so với cá Nếu cho thêm nước thì nên cho thêmmuối để tránh hiện tượng thối rữa Với lượng muối từ 4-6% thì enzyme protease củamốc hoạt động được, nếu cao hơn thì sẽ ức chế hoạt động của nấm mốc, còn nếu thấp quáthì sẽ tạo điều kiện cho vi khuẩn gây thối rữa hoạt động.

Phối chế:

Thu dịch lọc và cái ta thu được mắm cái nguyên chất Bổ sung thêm thơm, đường làm

cơ chất cho quá trình lên men lactic Để như vậy khoảng từ 3-4 tuần ta thu được mắm cáilên men lacitc Độ chua của sản phẩm tùy thuộc vào lượng nấm men có trong đó, thờigian lên men và nồng độ cơ chất để lên men

• (muốn thu nước mắm thì có quá trình Lọc:)

Dung dịch đã thủy phân đem lọc; nếu lọc để riêng, bã đun nước nóng rữa 2-3 lần, nướcrữa có thể để chung với nước lọc Nước lọc và nước rữa bã hợp lại đun sôi nhỏ và bổsung muối để đạt đến độ mặn yêu cầu Để có hương vị nước mắm thì phải đưa nước lọcqua bã chượp cá cơm vài lần

• Một số tồn tại:

Mắm cái không có hương vị: ta khắc phục bằng phương pháp kéo qua bã chượp

Mắm bị đắng: có thể do vi sinh vật còn tồn tại hoặc do các loại muối Canxi hoặc Magie

có trong muối ăn Cách khắc phục: dùng than hoạt tính để hấp phụ hoặc để lắng hoặc kéoqua lớp chượp tốt

Mắm bị thối: do VSV gây thối phát triễn mạnh, nhiệt độ lên men không đủ, độ ẩmcao kích thích sự phát triển của vbi khuẩn

Mắm có dòi: do lu thạp đậy không kín, ruồi nhặn chui vào sinh sản

Mắm không chua: thời gian lên men chưa đủ, lượng nấm men khôn đủ hay cơ chất xúctác lên men không đủ

Tất cả các biến đổi của sản phẩm đếu xuất phát từ bản thân nguyên liệu và điểu kiện chếbiến cũng như điều kiện môi trường

2.2.2 Quy trình sản xuất tôm chua

2.2.2.1 Quy trình

Tôm

Lựa chọn,rửa sạch

Cắt râuchân

Rửa

Phun rượu

Muối tômLên men

2.2.2.2 Tổng quan nguyên liệu

2.2.2.2.1 Nguyên liệu chính

Tôm là nguyên liệu chính để sản xuất sản phẩm tôm chua

Thành phần hóa học của tôm:

Thành phần hóa học của cơ thịt gồm có: nước, protein, hydratecarbon, khoángchất, vitamin, enzyme, hormon Những thành phần có hàm lượng tương đối nhiều lànước, protein, lipid và khoáng chất hàm lượng hydratecarbon trong tôm rất ít và tồn tạidưới dạng glycogen

Thành phần hóa học của tôm có sự khác nhau bởi giống loài và điều kiện sinhsống của chúng

Bảng1: thành phần dinh dưỡng của tôm.

Thành phần Hàm lượng (tính trên100g sản phẩm ăn được)

Những thay đổi về hàm lượng nước trong thịt tôm gây ra bởi quá trình chế biến cóảnh hưởng lớn đến tính thẩm thấu, giá trị dinh dưỡng và chất lượng cảm quan của thịttôm Những ảnh hưởng này sẽ tác động đến thời gian bảo quản của sản phẩm

Protein :

Cơ thịt của tôm thường chứa khoảng 13-25% protein Hàm lượng này biến thiêntùy thuộc vào giống, loài, điều kiện dinh dưỡng vsf loại cơ thịt.

Có thể chia protein trong mô cơ của tôm nguyên liệu thành 3 nhóm:

Protein cấu trúc: 70-80% tổng hàm lượng protein

Protein cơ: (mycoalbumin, globulin,…) chiếm 23-30% tổng hàm lượng protein.Protein mô liên kết: điểm đẳng điện của protein tôm khoảng pH = 4,5-5,5 Nếu pHnằm ngoài khoảng thì độ hòa tan sẽ tăng lên

Tôm có giá trị dinh dưỡng cao vì trong tôm chứa rất nhiều acid amin

Lipid :

Mô cơ của tôm chứa khoảng từ 0,01-3% lipid mà thành phần chủ yếu là cácphospholipid

Chất khoáng:

Tôm là loại thực phẩm rất giàu chất khoáng

Hàm lượng chất khoáng có trong thịt tôm từ 0,7-1,5% khối lượng tôm

Hàm lượng chất khoáng có trong thịt tôm biến thiên theo mùa và đặc biệt là nóphụ thuộc rất lớn vào điều kiện sống của tôm

Hệ vi sinh vật và enzyme :

Các loài thủy sản có hệ vi sinh vật tự nhiên khá cao do sống trong môi trườngnước Vì tôm có vỏ chitosan dày bảo vệ này nên hệ vi sinh vật ít hơn thủy sản khác (cá).Các nhóm vi sinh vật chủ yếu bao gồm:

Nhóm vi khuẩn hiếu khí trong nước: Pseudomonas sp, Liquefacciens sp

Trong nội tạng (đầu tôm) tập trung các vi khuẩn yếm khí như: Clostridium sp,Escherichia coli, Samonella

Các vi khuẩn này tham gia quá trình ươn thối của tôm

Đầu tôm là nơi chứa cơ quan nội tạng trong đó có bộ máy tiêu hóa Hai enzymeprotease ảnh hưởng đến quá trình muối tôm sau này là trypsin và pepsin

2.2.2.2.2 Nguyên liệu phụ

• Muối ăn:

Muối ăn (NaCl) là những hạt màu trắng vị mặn, tách ra từ nước biển hoặc khaithác từ mỏ di tích của biển Đây là một chất cần thiết cho mọi sinh vật nhưng cũng cónguy cơ gây bệnh nếu dùng quá nhiều.

Muối ăn làm cho sản phẩm có vị mặn, nâng cao tính bền vững của sản phẩm khibảo quản Xúc tác quá trình oxy hóa xảy ra trong thành phần cơ thịt của tôm, làm cho sảnphẩm thay đổi màu sắc

Muối ăn có tính sát khuẩn nhẹ, ở nồng độ từ 4.4% có thể làm ngưng sự phát triểncủa một số vi sinh vật gây bệnh Tạo áp suất thẩm thấu, giảm độ ẩm của sản phẩm, làmsacjhnchaast nhớt ở thủy sản

Về cấu tạo hóa chất, muối ăn gồm 2 thành phần là sodium (40%) và chlor (60%).Sodium có trong nhiều thực phẩm, nhất là trong thực phẩm chế biến và các loại nướcuống

Bảng 2 Chỉ tiêu của muối

Vị Dung dịch muối 5% có vị mặn tinhkhiết, không có vị lạDạng bên ngoài Khô ráo, tơi đều, trắng sạch

Bảng 3 Chỉ tiêu của đường

Tên chỉ tiêu Yêu cầuHình dạng Dạng tinh thể tương đối đều, tơi khô, không vón

Mùi vị Tinh thể cũng như dung dịch đường trong nước cất cóvị ngọt, không có mùi lạMàu sắc Tất cả tinh thể đều trắng, óng ánh, khi pha trong nước

cất thí thu được dung dịch trong suốt

• Nước mắm:

Nước mắm là dung dịch đạm mà chủ yếu là các acid amin, được tạo thành do thủy phâncác protease có trong tôm, ngoài ra nước mắm còn có chứa các thành phần vô cơ như:NaCl (chiếm 250-280g/l), một số chất khoáng như: S, Ca, Mg, P,… Và các vitamin nhưB1, B2, B12,…

Nước mắm giúp cải thiện mùi vị sản phẩm, làm cho sản phẩm đậm đà hơn Ngoài ratrong nước mắm có các vi sinh vật tự nhiên cũng như các enzym giúp làm mềm cơ thịttôm, làm cho sản phẩm mền hơn, nhanh chín hơn Đồng thời, làm tăng giá trị dinh dưỡng

do hàm lượng acid amin tương đối cao; tạo hương vị đặc trưng mang đậm chất quêhương VN vì nước mắm lầ sản phẩn truyền thống Việt Nam

Bảng 4 Chỉ tiêu của nước mắm

Màu sắc Có màu vàng ngà hoặc nâu,

không quá đenTrạng thái Lỏng, hơi sánh, không lẫn tạpchất

Giúp cho sản phẩm có mùi thơm tự nhiên do hàm lượng tinh dầu trong tỏi, giảmmùi tanh của tôm, tăng thời gian bảo quản và giảm nguy cơ gây hư hỏng do tỏi có khảnăng chống lại một số VSV gây thối gây hư hỏng