đặc điểm lý hóa và màu sắc của nước mắm lên men từ cá cơm stolephorus commersonii rose t mueda

Nghiên cứu này được tiến hành để đánh giá sự thay đổi tính chất lý hóa và màu sắc của nước mắm lên men- muối được chuẩn bị từ phòng thí nghiệm và được làm từ cá cơm, Stolephorus commerso

ĐẶC ĐIỂM LÝ HÓA VÀ MÀU SẮC CỦA NƯỚC MẮM LÊN MEN TỪ CÁ CƠM STOLEPHORUS COMMERSONII

Rose T Mueda

Institute of Fish Processing Technology, College of Fisheries and Ocean Sciences, University of the Philippines Visayas, Miagao 5023, Iloilo, Philippines

Corresponding author: R T Mueda, rtmueda@up.edu.ph

Tóm tắt Nước mắm là một sản phẩm lên men giữa cá và muối, và là một sản phẩm thủy

sản truyền thống quan trọng về kinh tế ở hầu hết các nước Đông Nam Á Quá trình sản xuất liên quan đến các loài cá khác nhau và tỷ lệ muối Nghiên cứu này được tiến hành để đánh giá sự thay đổi tính chất lý hóa và màu sắc của nước mắm lên men- muối được chuẩn bị từ phòng thí nghiệm và được làm từ cá cơm, Stolephorus commersonii (Lacepède, 1803), với 1: 3,5 tỷ lệ muối- cá và lên men trong 270 ngày ở 28-300C ANOVA một yếu tố cho thấy ảnh hưởng rất có ý nghĩa (p <0,05) trong khoảng thời gian lên men về độ pH, tổng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N ), đặc điểm protein và màu sắc của sản phẩm nhưng không có ảnh hưởng đáng kể về hàm lượng muối Các nước sốt cá cơm lên men trong vòng 270 ngày có pH, TVB-N, hàm lượng protein và natri clorua tương ứng là 6,05 ± 0,01, 147,35 ± 1,88 mgN 100g -1, 12,65 ± 0,07% và 19,01 ± 0,04% Hàm lượng muối (sodium chloride) và protein là hai chỉ tiêu chất lượng quan trọng của sản phẩm và nghiên cứu hiện nay cho thấy tỷ lệ 1: 3,5 tỷ lệ muối và cá, mà thường được sử dụng trong sản xuất nước mắm thương mại ở Philippines dẫn đến một lượng natri hloride của sản phẩm thì thấp hơn so với tiêu chuẩn là 20-25% cho nước mắm, trong khi hàm lượng protein cao hơn mức tối thiểu là 1-8% Trong khi hàm lượng muối là dưới 20%, các giá trị TVB-N đều nằm trong giới hạn chấp nhận được Việc phân tích màu sắc của sản phẩm được lên men 270 ngày, cho kết quả nó là một chất lỏng trong suốt có sự pha lẫn giữa màu vàng và màu đỏ

Giới thiệu Nước mắm là một sản phẩm thủy sản truyền thống lên men với muối ở nhiều

nước Đông Nam Á Nó là một, chất lỏng có màu hổ phách hoặc nâu trong suốt, có vị mặn

và hương vị đặc trưng thu được từ quá trình lên men của hỗn hợp cá và muối, và quá trình lên men không ít hơn 6 tháng (Codex Alimentarius 2013) Sản phẩm được tiêu dùng trực tiếp như một gia vị, đồ gia vị, hoặc là thành phần trong nhiều món ăn châu Á Đây được coi là sản phẩm có hàm lượng muối cao do nó chứa 20-25% hàm lượng natri clorua (Mackie et al 1971; Gopakumar 1997) Nó cũng chứa các axit amin tự do, các axit béo thiết yếu, hàm lượng đáng kể axit eicosapentaenoic (EPA) và docosahexaenoic acid (DHA) (Oh1999; Cho et al 2000; Montano et al 2001; Dinçer et al 2010; Ulfah 2013) có lợi cho sức khỏe con người

Quá trình sản xuất nước mắm thường sử dụng các loài cá nhỏ như cá cơm (Stolephorus sp.), cá mòi (Sardinella sp.), cá thu (Rastrelliger sp và Scomber scombrus), cá ăn muỗi (affinis affinis), cá tuyết Thái Bình Dương (Merluccius sp.), các loài cá có giá trị thấp khác, và tùy thuộc vào các phương pháp sản xuất khác nhau phù hợp với tập quán của mỗi quốc gia (Essuman năm 1992; Tungkawachara et al 2003; Ibrahim năm 2010; Olubunmi et al 2010) Cá cơm sử dụng phương pháp muối để lên men thành nước mắm trong khu vực Đông Nam Á cho chất lượng cao được công nhận và có giá cả trên thị trường tốt Có hai loài cá cơm được sử dụng rộng rãi, Stolephorus indicus (van Hasselt, 1823) và S commersonii (Lacepède, 1803) Chất lượng sản phẩm nước mắm được sản xuất trên thị trường phụ thuộc rất lớn vào giống loài của cá và tỷ lệ muối Mỗi quốc gia trong khu vực Đông Nam Á đều có một công thức sản xuất riêng và mang tính chất lý hóa riêng biệt Tại Philippines, nước mắm được sản xuất từ các loài cá khác nhau như cá cơm, cá mòi, cá thu và các loài cá nhỏ khác trộn với muối theo tỷ lệ khác nhau, từ 1:1 đến 1:5 (Sanchez 2008) Malaysia nước mắm Budu sử dụng phương pháp nấu sôi hỗn hợp cá cơm và muối (7:3 w/w) (Ulfah 2013) Các nước khác như Thái Lan, Việt Nam, Lào, Myanmar và Campuchia sử dụng cùng một loài cá với Philippines nhưng có các kinh nghiệm khác nhau trong việc xử lý muối để lên men sản phẩm nước mắm (Mackie et al 1971; Gopakumar 1997) Do sự thay đổi khác nhau này mà chất lượng của nước mắm khác biệt ở từng quốc gia Các đặc điểm sinh hóa của nước mắm phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của nguyên liệu, nồng độ muối hoặc tỷ lệ muối cá, phương pháp chế biến và thời gian lên men phương pháp cũng như các loài cá khác nhau Vì vậy, nghiên cứu này

đo những thay đổi trong hóa lý và màu sắc đặc trưng của muối lên men nước mắm cá cơm với tỷ lệ muối : cá là 1:3,5 thời gian lên men là 270 ngày

Vật liệu và phương pháp

Chuẩn bị mẫu nước mắm Cá cơm S Commersonii mới vừa đánh bắt, có tổng chiều dài

9,26 ± 0,467 cm, trọng lượng trung bình 15,05 ± 1,05 g, bắt trong vùng biển của Vịnh Panay, Philippines đã được sử dụng trong nghiên cứu Khoảng 20kg cá cơm vừa đánh bắt ngay lập tức ướp đá, giữ bên trong các hộp xốp giữ lạnh styrophore và vận chuyển đến phòng thí nghiệm của trường Đại học Philippines Visayas trong vòng chưa đầy 15 phút Các mẫu cá được làm sạch (ungutted), rửa bằng nước sạch và để ráo nước Tỷ lệ muối :

cá là 1:3,5 (w/w), được trộn đều và đóng gói lọ thủy tinh đã được khử trùng, bao phủ bằng vải và buộc dây bằng cao su Tất cả các mẫu đóng gói được giữ ở nhiệt độ phòng khoảng 28 – 30oC, thời gian lên men là 270 ngày, mỗi tuần đều khuấy trộn hỗn hợp

Thủ tục lấy mẫu Cá cơm muối lên men được trộn đều bằng lò nồi thép không gỉ và một

mẫu đại diện của 200 g được thu thập vào ngày 1, 7, 14, 21, 28, 35, 45, 55, 90, 120, 150,

180, 210, 240 và 270 ngày lên men Mẫu được đặt trong vải thưa 4 lần, ép thủy lực và lọc bằng giấy lọc(Whatman No 41),và mẫu được đem đi phân tích lí hóa Tất cả các phân tích được thực hiện trong triplicates Để đánh giá màu sắc, mẫu nước mắm được phân tích tại ngày 28, 120, 150, 210 và 270 ngày Phân tích được thực hiện trong lần lặp lại

Phân tích lí hóa Một mẫu 5 ml nước mắm trộn với 50 ml nước cất được sử dụng để xác

định độ pH PH được đo trực tiếp bằng máy đo pH không thấm nước kỹ thuật số (pHTestr BNC Oakton Singapore).Muối là natri clorua được xác định bằng chuẩn độ theo phương pháp Volhard sửa đổi và AOAC 935,47 (AOAC 2005).Protein thô được xác định bằng phương pháp Kjeldhal sử dụng hệ thống Kjeltec Đo tổng hợp chất nitơ dễ bay hơi được thực hiện bằng các thủ tục microdiffusion Conway ,trong đó tổng số biến động căn

cứ vào độ bay hơi nitơ (TVB-N) đã được ước tính trong dịch chiết axit tricloaxetic (Siang

& Kim 1992)

Đánh giá màu sắc Các mẫu muối lên men nước mắm cá cơm được thu thập ở các giai

đoạn lên men khác nhau là 28, 120, 150, 210 và 270 ngày đã được đưa đến Viện Phát triển công nghệ công nghiệp của Sở Khoa học và Công nghệ thẩm định màu sắc, Các màu sắc đặc trưng của các mẫu được xác định bằng cách sử dụng CIE L * a * b * tỉ lệ với CR-200 Chroma Meter (Minolta Nhật Bản), mẫu nước mắm được đặt trong ô kính quang học và các phép đo phản xạ thu được trung bình hai kết quả cho mỗi mẫu, và được thực hiện trong lần lặp lại Các giá trị khác biệt màu sắc và tổng giá trị khác biệt màu sắc

đã được tính toán Việc sử dụng các đơn vị khác biệt màu sắc Delta E (ΔE) từ Cục Tiêu chuẩn Quốc gia (CIE 1978; Clydesdale 1978) đã được đề nghị Các phương trình dưới đây ước tính thay đổi tổng thể trong màu theo thời gian lên men dựa vào L * a * b * giá trị xác định tại ngày 28 là giá trị ban đầu

Các giá trị khác nhau màu sắc: ΔL * = L * - L * ban đầu; Δa * = a*-a * ban đầu;

Δb * = b * - b * ban đầu

Tổng giá trị khác nhau màu sắc: ΔEab = √( ΔL)2 + (Δa)2 + (Δb)2

Trong đó: L * =cho kết quả màu từ màu trắng đến màu đen.

a* = cho kết quả màu từ màu xanh dương sang màu đỏ

b *=cho kết quả màu từ màu xanh lá cây sang màu vàng

Phân tích thống kê Các kết quả thu được, được phân tích thống kê sử dụng một chiều

ANOVA và phân tích hậu nghiệm, kiểm tra của Tukey, khi có sự khác biệt đáng kể giữa các nhóm Tất cả các phân tích thống kê được thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm thống kê, phiên bản SPSS 14.0 (Chicago, Illinois, Mỹ) Mức ý nghĩa đã được thiết lập ở mức α là 0,05, p <0,05 (Sokal & Rohlf 2012) Tất cả các giá trị đã được trình bày dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn (SD) và ý nghĩa thống kê được chỉ báo bằng chữ thích hợp trên các bảng dữ liệu

Kết quả và thảo luận

Các đặc tính lí-hóa học ANOVA một yếu tố chỉ ra những ảnh hưởng đáng kể của quá

trình lên men thông qua các giá trị pH, TVB-N, và proten tổng số (p < 0.05) của nước mắm cá cơm lên men với tỉ lệ muối và cá là 1: 3,5, tuy nhiên hàm lượng muối có ảnh hưởng không đáng kê (p < 0.05) (Bảng 1) Với 270 ngày lên men đã ảnh hưởng đến các đặc tính lí hóa của nước mắm lên men cá cơm được bảo quản ở điều kiện 28-30oC

Bảng 1 Những thay đổi hóa học của nước mắm lên men cá cơm trong quá trình lên

men(Stolephorus commersonii)

Ngày lên men pH Muối NaCl (%) TVB-N (mg 100g-1 ) Total protein (%)

1 6.99±0.08ab 18.51±0.60 21.97±1.00g 13.58±0.44abc

7 6.96±0.02ab 19.68±0.35 24.17±2.49g 12.85±0.96bc

14 6.90±0.01ab 19.59±0.42 25.59±1.51g 15.12±0.42ab

21 7.00±0.04a 19.47±0.13 23.46±2.30g 14.16v0.77abc

28 7.01±0.00a 19.45±0.20 34.82±2.58f 14.78±1.42abc

35 6.95±0.04ab 19.22±0.27 46.05±2.04e 15.55v0.67a

45 6.92±0.03ab 19.74±0.17 45.81±3.38e 15.36±1.75a

55 6.91±0.02ab 19.46±0.05 54.38±0.65d 14.16v0.77abc

90 6.87±0.03abc 19.59±0.40 86.21±0.95c 14.16±0.77abc

120 6.80±0.01bc 19.43±0.06 136.54±1.48b 13.74v0.94abc

150 6.84±0.02abc 19.61±0.47 147.50±2.09a 13.97±1.91abc

180 6.67±0.01c 19.41v0.11 151.65±4.55a 14.56±1.52abc

210 5.96±0.01d 19.39±0.09 147.95±0.74a 14.40v1.31abc

* Giá trị thể hiện giá trị trung bình±độ lệch chuẩn của các lần lặp lại, các giá trị ở mỗi cột có kí

tự khác nhau thì khác nhau đáng kể (p < 0.05)

Độ pH của hỗn hợp lên men ảnh hưởng đến việc trích ly protein cá và sự trích ly protein cao nhất xảy ra trong khoảng pH 7.0 -9.0 (Sanchez 2008) Tác giả này cũng cho rằng việc

tăng pH trong mẫu nước mắm cá lên men rất có thể là do sự phân ly của các amino acid

và các peptide nhỏ với sự hiện diện của muối Trong nghiên cứu này, sự tăng pH được quan sát vào 2 tuần đầu tiên của quá trình lên men, tăng vào những ngày tiếp theo và giảm ở ngày thứ 180 của quá trình lên men và trở đi Sự sụt giảm của giá trị pH trong vài tuần đầu của quá trình lên men cũng được quan sát trong nghiên cứu của El Hag và các cộng sựl (2012) và Kilinc và các cộng sự (2006) trong đó mô hình tương tự của sự tăng giá trị pH trong mẫu cá lên men của họ trong giai đoạn đầu của quá trình lên men sử dụng những dữ liệu, Labeo sp Với 25% muối và cá mồi với AACL Bioflux, 2015, Tập 8, Số

4 http://www.bioflux.com.ro/aacl 568 10% muối được thêm vào tương ướng Độ pH trong sản phẩm nước mắm cá cơm lên men là đặc tính quan trọng để nhận diện chất lượng cao hay thấp của nước mắm cá Nước mắn ngon chỉ được sản xuất từ những nguyên liệu thô có chất lượng cao với pH của cá tươi là trung tính Sau khi cá chết , sự phân hủy xảy xa dưới tác động của các hệ enzyme của cơ cá và dần dần tăng pH của cá Việc sử dụng đúng nồng độ muối trong quá trình lên men sẽ ngăn chặn được sự phân hủy của cá

Độ pH của nước mắm cá cơm lên men giảm đáng kể trong 270 ngày lên men từ pH ban đầu là 6.99±0.08 đến giá trị cuối cùng là 6.05±0.03 Giá trị pH ngày đầu tiên, tuy nhiên, thì khác nhau không đáng kể từ ngày thứ 7 cho đên ngày thứ 150 của quá trình lên men

Sự tăng lên đáng kể của độ pH được quan sát trong suốt từ ngày thứ 210 đến ngày thứ

270 của quá trình lên men, với pH tương ứng là 5.96±0.01và 6.05±0.03 Nó được quan sát và cho thấy rằng giá trị pH đầu tiên của mẫu nước mắm cho đến ngày thứ 150 của quá trình lên men nằm trong giá trị trung tính 6.99-6.84 Điều đó cũng minh họa cho sự giảm pH nhanh chóng từ 6.67 ở ngày thứ 180 đến pH còn 6.05 ở ngày 270 Độ pH khác nhau có thể do quá trình thủy phân protein do các hydro tự do, amino acid tự do và các amino acid của các oligopeptide (Tungkawachara et al 2003) Tác giả này đã báo cáo về

độ pH của nước mắm cá hồi lên men Pacific, lên men trong 9 tháng (270 ngày) trong phạm vi pH từ 7.05 (0 tháng) và 5.42 (9 tháng) Lopetcharat & Park (2002) đã báo cáo

độ pH của nước mắm sử dụng cùng loại cá trên lên men trong 40 ngày với khoảng pH từ 6.1 đến 6.3 Độ pH 6.08 là giá trị tương tự với giá trị cuối cùng của nghiên cứu này, được quan sát ở ngày thứ 150 của quá trình lên men nước mắm từ Gambusia (Ibrahim 2010)

Các giá trị pH của hầu hết các nước mắm cá lên men của thương mại Đông Nam Á đều nằm trong phạm vi 4,66-5,91 (Cho et al 2000). Viện sản phẩm nhiệt đới của Anh đề nghị tiêu chẩn pH ở mức cao là 5,8 trong khi các tiêu chuẩn thực phẩm Myanmar và thông số

kỹ thuật cho nước mắm đề nghị pH dao động trong khoảng 6.0 và 7.5 (Yap & Lin 1986). Các tác giả tiết lộ rằng mẫu thị trường của Thái Lan và nước mắm Trung Quốc là

giữa 5.4 và 5.6, và tương ứng là giữa 5.3 và 5.8. Codex Alimentarius (2013) nêu tiêu chuẩn pH dao động 5,0-6,5 cho sản phẩm nước mắm. Trong nghiên cứu này, giá trị pH của nước mắm cá cơm lên men trong 270 ngày là 6,05 và nó nằm trong giá trị đề nghị Hình 1 cho thấy các giá trị TVB-N gia tăng trong 270 ngày lên men. Việc đo TVB-N cho biết mức độ của sự phân giải protein của mẫu do vi khuẩn gây hư hỏng, các enzyme tự phân hủy, khử amin của axit amin và catabolites nucleotide (FDA 2004). Giá trị TVB-N của nước mắm cá cơm lên men đã tăng lên đáng kể (p <0,05) trong khoảng thời gian lên men 270 ngày nhưng các giá trị dao động theo thời gian của quá trình lên men. Nó có giá trị ban đầu là 21,97 ± 0,99 và đạt mức 147,35 ± 1,88 mg 100 g-1 trong 270 ngày lên men. Các giá trị này đều nằm trong giới hạn cho phép, trong khoảng 100-200 mg 100 g-1 cho các sản phẩm ướp muối và cá khô (FDA 2004) và trong khoảng 14,1-338,6 mg 100 mL-1 TVB-N đã được tìm thấy trong hầu hết các sản phẩm nước mắm Đông Nam Á (Cho et al 2000)

Hình 1 Thay đổi trong tổng số bazơ bay hơi kết hợp nitơ (TVB-N) của nước mắm cá cơm lên men trong 270 ngày

Sự gia tăng TVB-N là do sự hiện diện của vi sinh vật trong mẫu nước mắm lên men. Mô hình tăng tương tự cũng được quan sát trong nghiên cứu của Besas & Dizon (2012) trong

đó TVB-N của các mẫu nước mắm tăng trong 7 tháng lên men và bị ảnh hưởng bởi nồng

độ muối và các loài cá. Mẫu nước mắm từ cá ngừ (Thunnus albacares) có nội tạng với 10%, 17,5% và 25% NaCl có giá trị TVB-N tương ứng là 226.80, 81.60 và 76,41 mg 100 g-1.Trong nghiên cứu này, các mẫu nước mắm có nồng độ muối trong khoảng 18,51 ± 0,60-19,01 ± 0.04% và các giá trị TVB-N thấp có thể được quy cho là do những hành động bảo quản muối, mặc dù giá trị gia tăng theo thời gian lên men. Xu hướng tương tự cũng đã được báo cáo trong nghiên cứu của Tsai et al (2006), trong đó TVB-N tăng lên trong quá trình lên men

Huss (1995) nói rằng TVB-N được sử dụng để đo lường chất lượng hải sản nhưng nó phản ánh giai đoạn sau của sự gia tăng hư hỏng. Mức độ TVB-N cao được hình thành do protein suy thoái thông qua vi khuẩn và các hoạt động của enzyme và điều này dẫn đến hình thành các hợp chất chứa nitơ như amoniac. Tổng các base bay hơi- nitơ hình thành trong sản phẩm cá lên men do sự tự phân hủy và sự hư hỏng của vi sinh vật của cá trong quá trình chế biến. TVB-N là sự kết hợp với amoniac, dimetylamin và trimethylamine và giá trị này thường được sử dụng như một giới hạn bị từ chối trong các quy định và thông

số kỹ thuật thương mại. Sự gia tăng các hợp chất bazo nitơ là do enzyme phân giải protein của vi sinh vật và kết quả của việc sử dụng các axit amin của vi sinh vật lên men (Dissaraphong et al 2006)

Hàm lượng muối trong các mẫu nước mắm cá cơm thay đổi không đáng kể trong quá trình lên men và các giá trị nằm trong khoảng 18.51±0.60-19.74±0.17% NaCl Hầu hết các sản phẩm nước mắm ở các nước Đông Nam Á có hàm lượng mối trong khoảng 24.1-30.6% (Cho và cộng sự, 2000) Nghiên cứu hiện tại cho thấy hàm lượng muối:cá trong nước mắm cá cơm là 1:3,5 khi lên men 270 ngày lên men Hàm lượng muối trong ngày thứ 2 của quá trình lên men gia tăng đột biến, sau đó dao động theo thời gian và hàm lượng muối cuối cùng là 18±51, 60% Giá trị này thấp hơn 20% so vài sản phẩm nước mắm muối lên men Trong nghiên cứu này, mặc dù dùng tỉ lệ muối : cá là 1:3,5, tương tự nhủ các sản phẩm nước mắm truyền thống ở Malaysia đước gọi là budu, (Ulfah 2013) Một điều thú vị cần lưu ý là mặc dù hàm lượng muối dưới 20%, giá trị TVB của mẫu vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận được