Tìm hiểu các kỹ thuật lên men và áp dụng vào công nghệ sản xuất nem chua sản phẩm thịt lên men truyền thống của Việt Nam. Tìm hiểu các kỹ thuật lên men và áp dụng vào công nghệ sản xuất nem chua sản phẩm thịt lên men truyền thống của Việt Nam.
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I KỸ THUẬT LÊN MEN Tổng quan lên men 1.1 Khái niệm .2 1.2 Một số dạng lên men 1.2.1 Lên men Lactic (Lactic fermentation) 1.2.2 Lên men rượu ( Alcoholic fermentation) .5 1.2.3 Lên men acetic acid .6 1.3 Ứng dụng thực phẩm Các phương pháp, kỹ thuật lên men 11 Các bước tiến hành trình lên men 18 3.1 Giữ giống 19 3.2 Hoạt hoá giống 21 3.3 Nhân giống 22 3.4 Lên men sản xuất .23 Một số hệ thống, thiết bị kỹ thuật lên men 24 CHƯƠNG II ỨNG DỤNG CHẾ BIẾN NEM CHUA 36 Tổng quan sản phẩm nem chua 36 1.1 Giới thiệu 36 1.2 Cơ sở trình sinh hóa lên men nem chua 37 1.3 Hệ vi sinh vật .38 Nguyên liệu sản xuất 42 2.1 Thịt heo 42 2.1.1 Thành phần hóa học thịt heo 42 2.1.2 Tiêu chuẩn lựa chọn nguyên liệu 48 2.1.3 Yêu cầu kỹ thuật thịt heo trình giết mổ 50 2.1.4 Chỉ tiêu 51 2.2 Bì heo 52 2.2.1 Thành phần hóa học .52 i 2.2.2 Tính chất 53 2.2.3 Tính chất công nghệ 54 2.3.4 Tiêu chuẩn lựa chọn nguyên liệu 54 2.3 Đường 55 2.4 Nguyên liệu phụ 57 2.4.1 Ớt 57 2.4.2 Tỏi .58 2.4.3 Tiêu 59 2.4.4 Bao bì nem 59 2.5 Phụ gia gia vị 61 2.5.1 Muối 61 2.5.2 Chất điều vị 62 2.5.3 Một số phụ gia khác 63 Ứng dụng kỹ thuật lên men quy trình sản xuất nem chua .63 3.1 Quy trình sản xuất nem chua 63 3.2 Thuyết minh quy trình 64 3.2.1 Lựa chọn nguyên liệu 64 3.2.2 Loại bỏ gân, mỡ 65 3.2.3 Cắt lát 65 3.2.4 Giã nhuyễn 65 3.2.5 Ướp gia vị 66 3.2.6 Quết thịt .67 3.2.7 Cắt sơ 67 3.2.8 Luộc .69 3.2.9 Cắt sợi 72 3.2.10 Phối trộn 73 3.2.11 Định hình 73 3.2.12 Bao gói 75 3.2.13 Lên men .76 Một số yếu tố ảnh hưởng trình sản xuất nem chua 79 ii 4.1 Yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men 79 4.1.1 Giống vi sinh vật môi trường 79 4.1.2 Điều kiện trình số tác nhân .81 4.2 Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nem chua 82 Đánh giá chất lượng sản phẩm nem chua 86 5.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật 86 5.2 Tính chất cảm quan 87 5.3 Thành phần hóa học, tiêu lý hóa 88 5.4 Vi sinh vật sản phẩm 88 5.5 Một số yêu cầu tiêu khác .89 KẾT LUẬN 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 iii MỤC LỤC HÌNH Hình 1: Bản chất chế trình trao đổi chất Glucose E.coli .3 Hình 2: Cơ chế chuyển hóa vi khuẩn Lactic Hình 3: Cơ chế chuyển hóa trình lên men rượu Hình 4: Đường cong sinh trưởng vi sinh vật nuôi cấy theo mẻ 12 Hình 5: Sơ đồ minh họa cho trình ni cấy liên tục 14 Hình 6: Mơ hình Chemostat với bioreactor 15 Hình 7: mơ hình Turbidostat 16 Hình 8: Cấu tạo tank lên men 24 Hình 9: Cấu tạo hệ thống lọc ống .25 Hình 10: Cấu tạo hệ thống lọc đĩa 26 Hình 11: Cấu tạo hệ thống lọc tinh (lọc chỉ) 27 Hình 12: Sơ đồ tạo nước khử khí .28 Hình 13: Sơ đồ phối trộn 29 Hình 14: Thiết bị lọc ép khung 30 Hình 15: Mô chi tiết thiết bị lên men chậm 32 Hình 16: Thiết bị lên men chậm .32 Hình 17: Mơ chi tiết thiết bị lên men nhanh 34 Hình 18: Thiết bị bồn lên men nhanh .34 Hình 19: Mơ chi tiết thiết bị lên men chìm 35 Hình 20: Thiết bị acetators .35 Hình 21: Quy trình sản xuất sữa chua cơng nghiệp 36 Hình 22: Thiết bị lên men sữa chua công nghiệp .36 Hình 23: Nem Làng Vẽ nem Phùng Hà Nội 38 Hình 24: Nem chua truyền thống .38 Hình 25: Hình thái vi khuẩn thuộc chủng Lactobacillacea 40 Hình 26: Hình thái vi khuẩn thuộc chủng Pediococcus 41 Hình 27: Hình thái vi khuẩn thuộc chủng Staphylococcus 42 Hình 28: Hình thái nấm men Debaryomyces hansenii .43 Hình 29: Da heo sử dụng sản xuất nem chua 56 iv Hình 30: Cơng thức hóa học saccharose 56 Hình 31: Đường trình sản xuất nem chua 57 Hình 32: Ớt sử dụng nem chua 59 Hình 33: Tỏi sử dụng nem chua .59 Hình 34: Tiêu sử dụng nem chua 60 Hình 35: Lá vong dùng để gói nem chua 61 Hình 36: Lá chuối dùng để gói nem chua 61 Hình 37: Muối ăn .62 Hình 38: Thiết bị cắt lát thịt .66 Hình 39: Thiết bị xay nhuyễn thịt .67 Hình 40: thiết bị nồi luộc 72 Hình 41: Thiết bị xắt sợi bì heo 73 Hình 42: Thiết bị phối trộn nằm ngang 74 Hình 43: Định hình nem chua phương pháp ép khn 75 Hình 44: Định hình nem chua phương pháp ép đùn 75 Hình 45: Thiết bị đùn nem chua .75 Hình 46: Q trình bao gói nem chua với chuối 76 Hình 47: Sự thay đổi pH nem chua trình lên men .79 Hình 48: Sự thay đổi số lượng vi khuẩn tạo acid trình lên men .79 Hình 49: Tác nhân ảnh hưởng q trình chín (rippening) chất lượng ferment sausage 83 Hình 50: Ảnh hưởng trình lên men đến chất lượng thịt lên men sản phẩm thịt 87 v MỤC LỤC BẢNG Bảng 1: Ví dụ sản phẩm bánh mì(bread) pancake gây nở tác nhân acid sử dụng vùng khác giới Bảng 2: Ví dụ sản phẩm cereal gruel lên men acid đồ uồng không cồn sử dụng vùng khác giới Bảng 3: Ví dụ sản phẩm đồ uồng có cồn liên quan đến lên men acid Bảng 4: Ví dụ sản phẩm rau củ lên men acid vùng giới Bảng 5: Ví dụ sản phẩm hải sản, thịt, ngũ cốc lên men acid 10 Bảng 6: Thành phần khối lượng hóa học thịt heo 43 Bảng 7: Thành phần acid amin thịt heo 44 Bảng 8: Các tiêu cảm quan (TCVN, 2018) 51 Bảng 9: Các tiêu lý- hóa (TCVN, 2018) .52 Bảng 10: Hàm lượng kim loại nặng (TCVN, 2018) 52 Bảng 11: Các tiêu vi sinh vật (TCVN, 2018) .52 Bảng 12: Các tiêu kí sinh trùng (TCVN, 2018) 52 Bảng 13: Các mức cấu trúc collagen 53 Bảng 14: Chỉ tiêu cảm quan đường trắng 57 Bảng 15: Chỉ tiêu hóa lý đường trắng 58 Bảng 16: Chỉ tiêu muối thực phẩm 62 Bảng 17: Thông số ảnh hưởng đến chất lượng Fermented sausage 85 Bảng 18: Yêu cầu cảm quan thịt không qua xử lý nhiệt 88 Bảng 19: Yêu cầu lý hóa thịt chế biến khơng qua xử lý nhiệt 89 Bảng 20: Yêu cầu dư lượng kim loại nặng thịt chế biến không qua xử lý nhiệt 89 Bảng 21: Yêu cầu vi sinh vật thịt chế biến không qua xử lý nhiệt 89 Bảng 22: Yêu cầu ký sinh trùng thịt chế biến không qua xử lý nhiệt 90 Bảng 23: Yêu cầu dư lượng thuốc thú y thịt chế biến không qua xử lý nhiệt 90 Bảng 24: Yêu cầu dư lượng hoocmon thịt chế biến không qua xử lý nhiệt .90 vi LỜI MỞ ĐẦU Nem chua ăn truyền thống người dân Việt Nam Món ăn sử dụng thịt lợn, lợi dụng men chuối thính gạo để nấu chín, có vị chua ngậy Tuy không rõ nem xuất xứ từ vùng miền Nhưng nem chua xuất phổ biến khu vực miền Trung Có thể kể đến số nơi sản xuất nem chua tiếng nem chua Thanh Hóa, nem chua Bình Định Món ăn nhiều người u thích hương vị thơm ngon sử dụng chủ yếu bữa tiệc dịp lễ gia đình Tuy nhiên chất lượng sản phẩm chưa ổn định, thời gian bảo quản thấp, thiếu tiêu đảm bảo chất lượng nem chua chưa sản xuất rộng rãi quy mô công nghiệp Các nghiên cứu nem chua nước ta chưa đầy đủ khoa học Vì vậy, nhằm đem lại sản phẩm nem chua có chất lượng, đảm bảo chất lượng đến người tiêu dùng, kỹ sư công nghệ thực phẩm nghiên cứu kỹ thuật lên men ứng dụng chúng trình chế biến nem chua Trong báo cáo này, nhóm chúng em xin trình đề tài “ Kỹ thuật lên men ứng dụng chế biến nem chua” nhằm làm rõ vấn đề CHƯƠNG I KỸ THUẬT LÊN MEN Tổng quan lên men 1.1 Khái niệm Thuật ngữ “lên men” (fermentation) có nguồn gốc xuất phát từ động từ “fervere” tiếng Latinh, với ý nghĩa sôi ( bọt), thuật ngữ dùng để mô tả hoạt động nấm men xuất dịch chiết trái hay dịch chiết đại mạch Hiện tượng sôi bọt giải thích CO sinh phân giải hiếu khí loại đường có dịch chiết Bên cạnh đó, nhiều nhà sinh hóa nhà sinh vật học “ lên men” mang nghĩa khác, với mảng sinh hóa lên men liên quan đến giải phóng lượng từ trình phân giải hợp chất hữu cơ, mảng sinh vật học cơng nghiệp có nghĩa rộng rãi ( Hoàng Văn Quốc Chương, 2016) Về lịch sử, lên men xuất sớm từ thời cổ đại, số sản phẩm phát triển ( bánh mì, rượu, bia, giấm…) Những năm 1700-1900, đồ uống có cồn giấm chiếm phần lớn trước 1900 với nhà máy bia quy mô lớn xuất sớm vào năm 1700 Năm 1837, Pasteur đưa đề xuất việc nấm men chuyển hóa đường thành ethanol CO2 Đầu năm 1900, kỹ thuật lên men mẻ phát minh để sản xuất Baker’yeast nhằm chuyển việc sử dụng mạch nha từ sản xuất ethanol sang lượng sinh khối mà cho thể làm thức ăn thiếu hụt chiến thứ Những năm 1970-1995, văn hóa cải thiện, q trình lên men cho sản phẩm trao đổi chất dẫn đến khả lên men dư thừa cho sản phẩm theo hợp đồng sản xuất Đến năm gần đây, phương pháp lên men có thay để tiến hành lên men quy mô nhỏ cho mục đích sàng lọc phát triển quy trình (Junker, 2004) Đối với cơng nghiệp vi sinh, q trình lên men xem q trình ni cấy vi sinh vật nhằm chuyển hóa mơi trường thành sản phẩm để thu nhận sản phẩm trao đổi chất trình lên men vi sinh vật tổng hợp Lên men theo nghĩa có điều kiện oxy q trình lên men gọi hiếu khí, với điều kiện khơng có oxy q trình lên men kị khí (Lê Văn Việt Mẫn cộng sự, 2011) Về chất trình, đường bị phân giải q trình oxy hóa, tạo thành phân tử pyridine nucleotides dạng khử, tiếp đến bị oxy hóa cho phản ứng Ở điều kiện oxy bị hạn chế cạn kiệt oxy, oxy hóa pyridine nucleotides dạng khử xảy khử hợp chất hữu thường sản phẩm trung gian q trình phân giải Ở trường hợp có mặt oxy, oxy hóa pyridine nucleotides diễn tiếp tục với chuyển điện tử thông qua hệ thống cytochrome, oxy đóng vai trị chất nhận điện tử cuối Hình 1: Bản chất chế trình trao đổi chất Glucose E.coli ( Nguồn: Han et al, 1992) Khái niệm lên men ngành công nghiệp vi sinh mang nghĩa khác hẳn so với khái niệm lên men lĩnh vực sinh vật học Trong thực phẩm, lên men hiểu q trình ni cấy vi sinh vật sản xuất công nghiệp để tạo sản phẩm phục vụ người (Lê Văn Việt Mẫn cộng sự, 2011) Trong dịch nước trái cây, nấm men hoạt động, acid pyruvic bị khử thành ethanol tạo NADH Các chủng vi sinh vật khác tạo sản phẩm khác đa dạng từ khử pyruvate, theo sinh hóa q trình lên men q trình sinh lượng với chất cho nhận điện tử chất hữu ( Hoàng Văn Quốc Chương, 2016) Dịch trái đại mạch lên men sinh alcohol nhờ tác động nấm men có từ lâu đời, alcohol đồng thời chất trao đổi vi sinh vật sản xuất công nghiệp Vì nhà nghiên cứu mở rộng khái niệm lên men nhằm bao hàm hết nghĩa thuật ngữ 1.2 Một số dạng lên men Q trình lên men phân loại dựa vào trạng thái trình ( lên men bề mặt lên men chìm ) Lên men phân loại dựa theo sản phẩm cuối q trình, có số loại lên men lên men Lactic, lên men rượu, lên men acetic acid… Dựa vào số sản phẩm tạo thành, chia thành dạng lên men đồng hình dị hình Trong đó, lên men đồng hình kết thúc trình lên men tạo sản phẩm nhất, dị hình tạo nhiều sản phẩm 1.2.1 Lên men Lactic (Lactic fermentation) Trong ngành công nghệ thực phẩm, việc chuyển Carbohydrate thành lactate vi khuẩn lactic (LAB) coi trình quan trọng phổ biến Acid lactic sản phẩm cuối trình lên men pyruvate bị khử Sau trình đường phân, pyruvate tạo thành bị khử thành lactate, NADH bị oxy hóa tạo NAD+ cung cấp cho trình đường phân Dưới xúc tác enzyme lactate dehydrogenase, phản ứng diễn Ở trình lên men này, nhóm vi khuẩn Lactic đóng vai trị quan trọng Vi khuẩn lactic nhóm vi khuẩn liên quan đến sản xuất acid lactic từ carbohydrate thông qua trình lên men LAB sử dụng để lên men ni cấy thực phẩm 4000 năm, nguồn sinh vật dị dưỡng, cần dinh dưỡng phức tạp thiếu khả sinh tổng hợp Các chủng Lactococcus, Lactobacillus, Carnobacterium, Enterococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Pediococcus, Aerococcus, Oenococcus, Tetragenococus, Vagococcus, Weisella chủng lồi LAB Các chi LAB chia dựa đường lên men chúng (Reddy cộng sự, 2008) Homofermentative ( LAB lên men đồng hình ): sản phẩm tạo thành chiếm 85% acid lactic hình thành từ glucose Quá trình lên men mol glucose tạo thành mol lactic acid, tạo phân tử ATP phân tử glucose bị phân giải, sản phẩm chủ yếu lên men đồng hình acid lactic LAB Heterofermentative( LAB lên men dị hình): sản xuất khoảng 50% acid lactic, trình phân giải mol glucose thành mol acid lactic mol ethanol, mol CO2