tăng độ đạm của nước mắm bằng phương pháp phối trộn dịch chiết từ bã men bia

LỜI MỞ ĐẦU Trong những thập niên gần đây đã có nhiều ứng dụng của công nghệ sinh học trong công nghiệp sản xuất thực phẩm, làm đa dạng hóa các sản phẩm, đáp ứng nhu cầu phát triển xã hội. Đó là con đường hết sức ưu việt, kinh tế, đầy triển vọng, trong đó con đường tổng hơp các chất nhờ VSV được áp dụng rộng rãi và phổ biến nhất. Thực tiễn khoa học đã chứng minh khả năng tuyệt vời của vi sinh vật như khả năng sinh sản, phát triển nhanh, tốc độ tổng hợp protein cao hơn hẳn các loại động vật, thực vật khác; nguyên liệu làm môi trường nuôi chúng là các phế phẩm, phụ liệu của công nghiệp nên rẻ, dễ kiếm do vậy giá thành sản phẩm thấp; vi sinh vật còn có khả năng tổng hợp các chất khác như vitamin, kháng sinh, acid amin, enzyme. Sinh khối nấm men bia là nguồn bổ sung dinh dưỡng quan trọng trong chăn nuôi, có thể bổ sung cho cả người. Sinh khối nấm men bia giàu protein, dễ dàng thủy phân để thu được acid amin đã có nhiều ứng dụng trong sản xuất dịch chiết nấm men – yeast extract, được sử dụng như là một chất điều vị trong chế biến thực phẩm, làm thành phần bổ sung vào môi trường nuôi cấy vi sinh vật. Tuy nhiên ở Việt Nam hiện nay các nhà máy bia vẫn chưa ứng dụng bã men bia một cách hiệu quả đa số chỉ dùng làm thức ăn cho gia súc, một số nhà máy chỉ thải ra môi trường bên ngoài, điều này sẽ gây ô nhiễm môi trường. Do đó, để giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường, tạo ra một hướng đi mới trong việc sử dụng protein trong bã men bia, em đã chọn đề tài: “Tăng độ đạm nước mắm bằng phương pháp phối trộn dịch chiết từ bã men bia”. Chương 1 Tổng quan - 1 - CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN Chương 1 Tổng quan - 2 - 1.1 NƯỚC MẮM: 1.1.1 Nước mắm là gì: [4] Nước mắm là dung dịch thủy phân từ các loại cá được ướp muối lâu ngày trải qua một quá trình lên men phức tạp để tạo ra những hương vị đặc trưng cho từng chủng loại sản phẩm khác nhau. Nó được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực của các quốc gia Đông Nam Á như một loại gia vị nước chấm cho các món ăn như cá, tôm, thịt, rau… Ở Việt Nam, nước mắm là sản phẩm lên men từ các loại cá đặc biệt như cá cơm, là sản phẩm truyền thống của dâu tộc. Nước mắm được sản xuất từ rất lâu, cho đến nay chưa có tài liệu nào xác định được thời điểm chính xác và ai là người Việt Nam đầu tiên đưa ra quy trình sản xuất sản phẩm này. Chỉ biết rằng, nước mắm đã gắn liền với đời sống hằng ngày và là một bản sắc rất riêng của dân tộc Việt Nam. Nước mắm là hỗn hợp các acid amin. Các acid amin này được tạo thành do sự thủy phân của protease. Các protease này là do vi sinh vật tổng hợp nên. Muối có tác dụng ức chế vi sinh vật gây thối. Tỷ lệ muối thích hợp là 2025%. Tác dụng làm ngấu và tạo hương ngoài protease của vi sinh vật còn do các enzyme tiêu hóa cơ trong nội tạng cá. Nhiệt độ có tác dụng rất lớn đến hoạt động của các enzyme trong quá trình sản xuất nước mắm. Nhiệt độ thích hợp là 3644 o C. Trong quá trình thủy phân, độ acid tăng. Ban đầu của quá trình làm nước mắm, môi trường kiềm yếu có tác dụng rất tốt. Nguyên liệu chính được dùng sản xuất các loại nước mắm là các loại cá. Tuy nhiên, chất lượng nước mắm lại phụ thuộc rất nhiều vào từng loại cá. Cũng chính vậy cho dù dùng cùng một công nghệ sản xuất nhưng chất lượng nước mắm ở mỗi nơi mỗi khác. 1.1.2 Công nghệ sản xuất nước mắm: [4] Quá trình sản xuất nước mắm bao gồm hai quá trình chuyển hóa cơ bản. Quá trình thủy phân protein nhờ enzyme protease và quá trình tạo hương thơm cho nước mắm. Quá trình thủy phân protein thành các acid amin là quá trình chính trong sản xuất nước mắm, nhờ protease của vi sinh vật và protease có trong tụy tạng cá, nếu quá trình này xảy ra quá mạnh sẽ dẫn đến sản phẩm cuối cùng là acid amin và một số loại khí như H 2 S, NH 3 Các sản phẩm này có thể hòa tan trong nước mắm, cũng có thể bay hơi tạo sản phẩm rất khó chịu và làm hao tổn đạm, chính vì thế trong sản xuất nước mắm người ta rất hạn chế hiện tượng này. Chương 1 Tổng quan - 3 - Quá trình tạo hương là một quá trình phức tạp, đòi hỏi phải có thời gian nhất định để sản phẩm tích lũy năng lượng tập trung cho sự chuyển hóa các hợp chất hữu cơ tạo thành hương. Mùi vị đặc trưng do sự tạo thành các acid hữu cơ như acid formic, acid acetic, acid propionic, acid butylic đồng phân tạo ra bởi vi khuẩn Pediococcus halophilus trong quá trình lên men. Ngoài ra, theo những nghiên cứu về nước mắm cho thấy tác nhân quan trọng hình thành mùi thơm đặc trưng của nước mắm là các vi khuẩn yếm khí. Năm 1930, Eoer và Guillerm đã tách được từ nước mắm một loại vi khuẩn kỵ khí sinh nha bào là Clostridium, đem cấy vào môi trường thạch – pepton sinh ra mùi nước mắm. Như vậy, nước mắm là một dung dịch, dung dịch đó không chỉ có acid amin, NaCl mà còn phải có các hương vị đặc trưng của nó. Sự chuyển hóa này rất phức tạp đòi hỏi phải có thời gian cần thiết. Do đó, ta cần phải có thời gian nhất định để sản phẩm tích lũy được hương vị đặc trưng của nước mắm, nếu thiếu quá trình này thì nước mắm không còn là « nước mắm » mà chỉ là dung dịch acid amin. 1.1.3 Thành phần hóa học của nước mắm:[4, 13] Tùy theo xuất xứ của nước mắm mà thành phần hóa học của nó có khác nhau. Vì vậy nước mắm ở mỗi nước dựa trên những kỹ thuật sản xuất khác nhau sẽ cho ra những loại nước mắm có thành phần khác nhau. Bảng 1.1 pH và hàm lượng NaCl, Nitơ tổng của nước mắm sản xuất từ các quốc gia khác nhau [13] Các nước pH NaCl (g/100ml) Nitơ tổng (g/100ml) Thái Lan 5,63 21,4 1,7 Việt Nam 5,75 20,2 2,6 Trung Quốc 6,15 11,0 1,5 Hàn Quốc 5,49 22,2 1,3 Nhật Bản 5,54 18,0 1,8 Chương 1 Tổng quan - 4 - Bảng 1.2 Hàm lượng các acid amin trong nước mắm sản xuất từ các quốc gia khác nhau (mg/100ml)[13] Acid amin Thái Lan Việt Nam Trung Quốc Hàn Quốc Nhật Bản Taurine 119 171 117 192 223 Aspartate 583 1.002 511 349 657 Threonine 384 584 285 207 420 Serine 233 483 95 128 369 Glutamate 1.489 1.584 1.164 550 1.088 Proline 135 322 127 181 230 Glycine 267 461 265 346 298 Alanine 574 985 597 715 611 Cysteine 17 45 125 36 23 Valine 478 709 493 427 517 Methionine 222 230 206 197 237 Isoleucine 334 374 348 347 392 Leucine 439 427 471 544 541 Tyrosine 91 128 88 110 128 Phenylalanine 323 415 328 257 374 Triptophan 323 50 328 12 24 Lysine 767 1.269 653 655 801 Histidine 275 370 191 103 318 Arginine 3 217 191 50 280 Tổng cộng 6.732 9.626 6.061 5.406 7.532 Các hợp chất chứa N chiếm tỉ lệ cao trong thành phần chất khô của nước mắm, quyết định đến giá trị dinh dưỡng của nước mắm. Các hợp chất chứa N trong nước mắm bao gồm đạm hữu cơ (acid amin, peptide, polypeptide, acid nucleic), đạm vô cơ (NH 3 , Chương 1 Tổng quan - 5 - muối amoni, muối nitrate…). Trong nước mắm có đầy đủ acid amin thiết yếu cho cơ thể trong đó chiếm hàm lượng cao là lysine, aspartic acid, glutamic acid… Các chất bay hơi trong nước mắm có thành phần khá phức tạp, quyết định hương vị của nước mắm. Theo một số nghiên cứu cho thấy: trong các hợp chất bay hơi có 12 loại trung tính, 4 loại acid bay hơi, 8 loại amin bay hơi và 6 loại carbonyl bay hơi. Bảng 1.3 Hàm lượng các chất bay hơi trong nước mắm Chất bay hơi Hàm lượng (mg/100mL) Các hợp chất Carbonyl 407-512 Acid 404-533 Amin 9,5-13,2 Trung tính 5,1-13,2 Trong nước mắm ngoài NaCl còn có các chất vô cơ khác như S, Ca, Mg, P, I, Br. Ngoài ra còn chứa các vitamin (B1, B2, B12, PP) nhưng hàm lượng rất thấp. Bảng 1.4 Hàm lượng một số chất vô cơ trong nước mắm Các chất vô cơ Hàm lượng (g/L) NaCl 200-280 S 0,546-1,165 Ca 0,439-0,541 P 2,208-2,31 Mg 0,266-0,566 I 5,08-7,61 Br 68,8-97,5 Bảng 1.5 Hàm lượng các vitamin trong nước mắm Các vitamin Hàm lượng (mg/L) B1 7 B2 8,7 B12 3,3 PP 4,4 Chương 1 Tổng quan - 6 - 1.1.4 Tiêu chuẩn TCVN về nước mắm: Có nhiều TCVN có liên quan đến sản phẩm nước mắm. Các bảng 2.6 đến 2.8 trình bày một số chỉ tiêu trích từ các TCVN. Theo TCVN 107-1993, nước mắm được phân làm 4 hạng: đặc biệt, thượng hạng, hạng 1, hạng 2. Bảng 1.6 Các chỉ tiêu cảm quan của nước mắm theo TCVN 107-1993 Tên chỉ tiêu Yêu cầu Đặc biệt Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Màu sắc Từ vàng, vàng nâu đến nâu vàng Độ trong Trong sánh, không vẩn đục Trong, không vẩn đục Mùi Thơm rất đặc trưng của nước mắm, không có mùi lạ Thơm đặc trưng của nước mắm, không có mùi lạ Vị Ngọt của đạm Có hậu vị rõ Ngọt của đạm Có hậu vị Ngọt của đạm Ít hậu vị Ngọt của đạm Không mặn chat Bảng 1.7 Chỉ tiêu vi sinh của nước mắm theo TCVN 5526-91 Tên chỉ tiêu Mức giới hạn Tổng số vi sinh vật hiếu khí, CFU/ml, không lớn hơn 2.10 4 Escherichia coli Không được có Coliform, CFU/ml, không lớn hơn 10 Clostridium perfringens (Welchi), CFU/ml, không lớn hơn 2 Salmonella, Shigella, CFU/ml Không được có Staphylococcus aureus Không được có Chương 1 Tổng quan - 7 - Bảng 1.8 Chỉ tiêu hóa học nước mắm theo TCVN 5107-1993 Tên chỉ tiêu Mức chất lượng Đặc biệt Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Hàm lượng Nitơ toàn phần tính bằng g/L không nhỏ hơn 25 20 15 10 Hàm lượng Nitơ acid amin, tính bằng % so với Nitơ toàn phần, không nhỏ hơn 46 45 40 34 Hàm lượng Nitơ amoniac, tính bằng % so với Nitơ toàn phần, không lớn hơn 25 26 30 35 Hàm lượng acid, tính bằng g/L theo acid axetic, không nhỏ hơn 6,5 6 4 3 Hàm lượng muối Natri clorua, tính bằng g/L, trong khoảng 260-295 Chỉ tiêu kim loại nặng – giới hạn hàm lượng chì theo TCVN 5685-92, hàm lượng chì có trong nước mắm được sản xuất từ cá không được quá 1mg/L. 1.1.5 Quy trình sản xuất nước mắm: [4, 1, 7] Hiện nay, trong sản xuất nước mắm có nhiều phương pháp khác nhau, có thể phân thành hai công nghệ cơ bản: công nghệ sản xuất nước mắm dài ngày và công nghệ sản xuất nước mắm ngắn ngày.  Quy trình sản xuất nước mắm dài ngày: Chương 1 Tổng quan - 8 - Cá Muối Chượp Gài nén Tháo đảo Chạy hệ thống que long Trữ trong thùng giá Phá đấu Bảo ôn Chai, bình Nắp Nhãn Thùng N Nước mắm chai Chiết rót Đóng nắp ROÙT Dán nhãn Rút màng co Đóng thùng Bảo quản Nước mắm xái Hình 1.1 Quy trình sản xuất nước dài ngày Chương 1 Tổng quan - 9 - Đặc điểm: o Cơ chế tạo sản phẩm: trong công nghệ sản xuất nước mắm dài ngày quá trình thủy phân protein tạo acid amin và tạo hương cho nước mắm từ hệ vi sinh vật sẵn có và thời gian tác động chậm để ổn định chất lượng hương vị cho nước mắm. o Đặc trưng của sản phẩm: tạo được cảm quan màu, mùi, vị đặc trưng của nước mắm. o Thời gian chượp: 6-9 tháng o Lượng muối cho vào chượp với tỉ lệ cá: muối = 1:4, cho muối nhiều lần. [...]... thông số hoạt động của Flavozyme:  Nhiệt độ: 50oC  pH = 5,5- 7,5  Lượng enzyme dùng: 20 – 50 kg Flavozyme / tấn protein  Thời gian: 4 – 16 giờ 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Mục đích của nghiên cứu: tăng độ đạm của nước mắm bằng phương pháp phối trộn dịch chiết từ bã men bia Quá trình thu dịch chiết từ bã men bia được thực hiện qua quá trình tự phân Để nâng cao hiệu suất thủy phân bã men bia ngoài các... nồng độ amin ≥40%, đạt cảm quan về màu, mùi, vị để phối trộn vào nước mắm 2.2.2.3.1 Thử nghiệm phối trộn dịch acid amin cô đặc vào nước mắm Tiến hành thí nghiệm cảm quan so hàng với các nồng độ dung dịch acid amin cô đặc khác nhau Bảng 2.2 Nồng độ dung dịch acid amin cô đặc đem phối trộn %dd acid amin cô đặc Mẫu 50 A 40 B 30 C 20 D 2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 2.3.1 Tính độ pH bã nấm men Xác định độ pH của. .. ngoài các enzyme hoạt động trong quá trình tự phân em còn bổ sung enzyme protease nhằm tăng hiệu suất thủy phân, thu được dịch chiết acid amin nhiều nhất Dịch chiết thu được phải tinh sạch, cô đặc để đạt được hàm lượng nitơ amin cao rồi đưa vào phối trộn nâng cao độ đạm của nước mắm - 27 - Chương 2 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu o Nước mắm o Bã men bia o Quá trình thủy... Nước mắm kiểm tra độ ẩm, pH, nitơ tổng, nitơ formol o Bã men bia kiểm tra độ ẩm, pH, nitơ tổng, nitơ acid amin Khảo sát quá trình tự phân o Khảo sát quá trình tự phân o Khảo sát quá trình tự phân có bố sung enzyme Thử nghiệm phối trộn dịch acid amin vào nước mắm Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu - 28 - o Nâng cao dịch acid amin sau thủy phân o Phối trộn dịch acid amin vào nước mắm Chương 2 Nguyên liệu và phương. .. ngày Người ta có thể khắc phục bằng cách pha trộn với nước mắm dài ngày hoặc bổ sung thêm chất tạo hương vị đặc trưng thơm ngon, hoặc cho chảy qua lớp xác bã mắm của nước mắm dài ngày Bảng1.9 So sánh thành phần hóa học sản xuất nước mắm ngắn ngày có chế phẩm enzyme VSV và sản xuất nước mắm dài ngày theo phương pháp thông thường [5] Phương Thời gian Muối Acid N-tổng N-formol pháp thủy phân g/L g/l g/L g/L... 25 - Chương 2 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 26 - Chương 2 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1 NGUYÊN LIỆU: 2.1.1 Nước mắm Được mua tại cơ sở sản xuất nước mắm Đất Phú ( Tuy Hòa – Phú yên) Giá: 20.000đồng/ Lít 2.1.2 Bã nấm men Bã men được lấy tại công ty bia Vinaken Dạng sệt, dịch lỏng được giữ lạnh ở nhiệt độ 4oC 2.1.3 Enzyme protease Loại... lần Kết quả trình bày là giá trị trung bình của 3 lần thí nghiệm Quy trình thủy phân dịch bã men: Bã men bia Muối (0,35g/l bã men Thủy phân Protease Dịch bã men sau thủy phân Hình 2.2 Quy trình thủy phân bã men bia Thuyết minh quy trình: Muối Mục đích: tạo điều kiện môi trường điện ly tốt cho enzyme hoạt động Thủy phân : gồm quá trình tự phân và thủy phân bằng enzyme protease Mục đích: tạo điều kiện... hơn, từ đó rút ngắn được thời gian sản xuất o Đặc trưng của sản phẩm: vì thời gian lên men xảy ra nhanh nên không thể ổn định được hương vị và màu sắc của nước mắm o Thời gian sản xuất nước mắm: 30 ngày Khi so sánh hai phương pháp sản xuất nước mắm ngắn ngày và dài ngày, người ta thấy nước mắm ngắn ngày có hàm lượng đạm toàn phần khá cao, tuy nhiên về hương vị thơm ngon đặc trưng thì kém nước mắm dài... phân 36, Nồng độ enzyme 3% Thời 20, 24, 28, 32, Nhiệt độ (theo TN1) Thí nghiệm 4 pH= 5,85 48h gian Nồng độ ban đầu của bã men 40, 44, 4h, 8h, 12h pH= 5,85 Nhiệt độ( theo TN1) Thời gian bổ sung enzyme theo (TN2, TN3) Nồng độ enzyme 3% Thí nghiệm 5 Nồng (TN5) enzyme độ Nồng độ ban đầu của bã men pH= 5,85 - 31 - 2%, 3%, 4%, 5% Chương 2 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu protease Nhiệt độ( theo TN1)... enzyme VSV Không bổ sung enzyme - 11 - Chương 1 Tổng quan 1.2 BÃ MEN BIA: 1.2.1 Bã men bia là gì: Bã men bia là chất thải trong quá trình sản xuất bia Cặn men ở các thùng lên men chính sau khi đã chuyển dịch vào lên men phụ chia làm 3 lớp lớp dưới cùng là những tế bào già, có lực lên men yếu, lớp giữa là những tế bào trẻ hơn có khả năng lên men mạnh, và lớp trên cùng là những tế bào có kích thước nhỏ . hướng đi mới trong việc sử dụng protein trong bã men bia, em đã chọn đề tài: Tăng độ đạm nước mắm bằng phương pháp phối trộn dịch chiết từ bã men bia . Chương 1 Tổng quan - 1 - . quan - 12 - 1.2 BÃ MEN BIA: 1.2.1 Bã men bia là gì: Bã men bia là chất thải trong quá trình sản xuất bia. Cặn men ở các thùng lên men chính sau khi đã chuyển dịch vào lên men phụ chia làm. trình này thì nước mắm không còn là « nước mắm » mà chỉ là dung dịch acid amin. 1.1.3 Thành phần hóa học của nước mắm: [4, 13] Tùy theo xuất xứ của nước mắm mà thành phần hóa học của nó có khác