Biến đổi hoá sinh trong quá trình sản xuất nem chua

Biến đổi hoá sinh trong quá trình sản xuất nem chua Biến đổi hoá sinh trong quá trình sản xuất nem chua Biến đổi hoá sinh trong quá trình sản xuất nem chua Biến đổi hoá sinh trong quá trình sản xuất nem chua Biến đổi hoá sinh trong quá trình sản xuất nem chua Biến đổi hoá sinh trong quá trình sản xuất nem chua Biến đổi hoá sinh trong quá trình sản xuất nem chua

LỜI MỞ ĐẦU.

-o0o -

Chúng ta nói đến các món ăn cổ truyền đã tạo

nên bản sắc cho dân tộc Việt Nam, thì không thể

không nói đến nem chua, một sản phẩm lên men

lactic của thịt Tuy nem chua không phải là một

món ăn đòi hỏi cần phải chế biến công phu, cầu

kỳ và trang trí đẹp mắt, thế nhưng nó lại luôn

là một món ăn được nhân dân ta yêu thích từ trước đến nay Hay cũng có thể nói chính sự đơn giản trong khâu chế biến cùng với những hương thơm và vị chua dễ chịu của nem chua đã mang lại lợi thế cho sản phẩm này

Nem chua là một món ăn sử dụng thịt lợn, lợi dụng men của lá (lá ổi, lá sung v.v.) và thính gạo để ủ chín, có vị chua ngậy Nổi tiếng ở Việt Nam như một sản vật phổ biến tại nhiều địa phương, tuy không rõ nem chua được người dân vùng nào làm ra đầu tiên

Nem chua mỗi vùng đều có hương vị riêng: nem chua của thành phố Thanh Hóa, Thủ Đức (thành phố Hồ Chí Minh), Ninh Hòa (Khánh Hòa), Đông Ba (Huế), Lai Vung (Đồng Tháp), làng Ước Lễ (Hà Đông), làng Vẽ (Hà Nội), Quảng Yên (Quảng Ninh) v.v…

Từ trước đến nay, chúng ta đều chế biến nem chua theo phương pháp truyền thống, cho nên không thể tránh khỏi những nhược điểm của phương pháp này Đó là phụ thuộc vào hệ vi sinh vật có trong tự nhiên và có trong thịt, phụ thuộc vào điều kiện giết mổ, chất lượng thịt, môi trường bên ngoài, đặc biệt là nhiệt độ…

PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ NEM CHUA.

I.1.Giới thiệu.

Nem chua là một sản phẩm lên men lactic thịt

sống Bản chất của quá trình lên men là quá trình

chuyển hoá đường (cho thêm vào khi chế biến)

thành axit lactic nhờ hoạt động của vi khuẩn

lactic

Đây là một sản phẩm được đặc biệt ưa thích ở nước ta Hiện nay đã có rất nhiều các nghiên cứu về sản phẩm đặc sắc này Quá trình chín của nem chua không qua quá trình gia nhiệt nên phần lớn các chất dinh dưỡng có trong thịt, đặc biệt là các axit amin các vitamin…không bị mất đi

Đồng thời nem chua có hương thơm và vị đặc trưng của sản phẩm lên men giúp cho con người có cảm giác dễ chịu khi ăn, cũng như quá trình tiêu hoá được dễ dàng hơn

Nem chua là một hỗn hợp thịt lợn nạc và các gia vị, phụ gia được lên men nhanh và không qua

xử lý nhiệt Chất lượng của sản phẩm này bị tác động đồng thời của rất nhiều yếu tố: nguyên liệu thịt, môi trường, hệ vi sinh vật, thời gian, bao gói…nên rất khó kiểm soát

Giải pháp sinh học với việc ngiên cứu tìm các chủng giống vi sinh vật có các đặc tính sinh học tốt như sinh tổng hợp bacteriocin có khả năng kháng khuẩn cao, probiotic, hoạt lực proteaza cao để tạo bộ chủng giống (Starter culture BIO-NC) và chế phẩm tỏi để nâng cao chất lượng và tính an toàn cho sản phẩm đã được thực hiện Đồng thời bằng mô hình toán học đã tối ưu hóa các yếu tố công nghệ cho chất lượng sản phẩm tốt nhất

I.2.Quy trình sản xuất nem chua tự nhiên.

a Sơ đồ sản xuất nem chua.

BIO-NC

Glucoza, NaCl, thính gạo Chế phẩm tỏi bột Chế phẩm sinh học

Bì lợn.

Làm sạch,chần

Thái sợi

Thịt lợn nạc

Xay nhuyễn, phối trộn Thái miếng

Lên men

Bảo quản ở 2 0 C Thời gian sử dụng 30 ngày.

Sản phẩm

nem chua

an toàn

b Cách tiến hành.

Nguyên liệu :

 Thịt lợn thăn

 Mỡ sống

 Bì lợn

 Đường kính,muối ăn, thính gạo

 Lá ổi, lá chuối

- Thịt lợn là yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm, được giết mổ, pha lọc ở điều kiện vệ sinh sạch sẽ, thái mỏng, bóp đều rồi đem xay hoặc giã nhỏ

- Bì được cạo nhẵn và cuộn lại sao cho mặt trong lộn ra ngoài Cho vào nồi luộc chín rồi thả vào nước lạnh cho nguội rồi vớt ra đem lạng mỏng và thái nhỏ

- Gạo vo sạch để ráo, đem rang vàng rồi giã nhỏ rây lấy thính mịn, có thể trộn lẫn với gạo một ít đỗ tương

- Trộn đều bì thái, thịt xay với nhau Rắc thính cùng với lượng đường và các gia vị còn lại vào hỗn hợp rồi trộn đều

- Trải lá chuối, xếp vào giữa một ít lá ổi non, tùy sở thích mà gói nem hình trụ hay hình cầu Dùng lạt buộc chặt và đem để chỗ thoáng Ta có thể dùng lá vông hoặc lá đinh lăng thay cho lá ổi

- Lên men, để chín

- Nem chua thành phẩm phải có yêu cầu: rắn chắc, màu đỏ hồng đặc trưng

mô cơ thịt, vị chua ngọt, thơm đặc trưng

PHẦN II: CÁC BIẾN ĐỔI HÓA SINH TRONG

QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NEM CHUA.

Bao gồm:

 Thành phần và tính chất của thịt.

 Quá trình đường phân (glycolysis)

và sự lên men lactic.

 Sự phân giải protein (proteolysis).

 Sự tạo màu và hương thơm.

 Sự phân giải lipit (lipolysis).

 Ảnh hưởng của gia vị.

1 Thành phần và tính chất của thịt

Trong dinh dưỡng, thịt và các sản phẩm từ thịt là nguồn đạm, chất béo, vitamin, chất khoáng và các chất hòa tan không thể thiếu của con người

Thành phần, tính chất của thịt và các sản phẩm từ thịt phụ thuộc vào loài, giống, độ tuổi, điều kiện chăm sóc cũng như những thay đổi xuất hiện trong

mô dưới tác dụng của enzim, VSV, oxi không khí và các yếu tố khác Chất lượng thịt được xác định bằng tỷ lệ giữa các mô và đặc tính sinh lý của con vật Thông thường mô cơ chiếm khoảng 50 - 70 %, mô mỡ 2 - 20%, còn lại là

mô xương và mô liên kết

Thành phần của thịt được đưa ra theo bảng sau:

Loại thịt Thành phần hóa học (g/100g) Muối khoáng Vitamin (mg/100g)

Thịt lợn

-Thịt nửa

nạc nửa

mỡ

Thịt lợn

-a) Mô cơ:

Mô cơ là thành phần dinh dưỡng cao nhất Các thành phần chủ yếu trong

mô cơ gồm:

 Nước: nước trong mô cơ có thể chia làm 3 loại

- Nước liên kết mạnh: chiếm khoảng 4 - 5% tổng lượng nước, hình thành lớp đơn phân protein

- Nước liên kết yếu: chiếm khoảng 60 - 80% tổng lượng nước, được giữ bởi lực tĩnh điện trên bề mặt phân tử protein Đây là nước liên kết nội bào, chiếm giữ khoảng trống giữa các tơ cơ

- Nước tự do (ngoại bào): chiếm khoảng 20 - 40% tổng lượng nước được giữ bởi lực mao dẫn giữa các tơ cơ Nước tự do cũng được coi như nước gian bào

 Protein: chiếm khoảng 80% chất khô của mô cơ và trong một mức

độ nào đó nó xác định giá trị thực phẩm, chỉ tiêu lý hóa của thịt cũng như những đặc trưng về sự thay đổi của thịt trong chế biến Các protein tham gia thành phần của mô cơ chia làm 3 nhóm chính: chất cơ, tơ cơ, màng cơ

Myoglobin là thành phần được quan tâm nhiều nhất trong số các thành phần của chất cơ Đó là protein mang lại sắc tố đỏ của thịt Hàm lượng myoglobin trong mô cơ khoảng 1% và thay đổi tùy độ tuổi con vật

Chức năng của myoglobin trong mô cơ là tham gia vận chuyển oxy Con vật càng lớn lượng protein này trong mô cơ càng cao Khối lượng phân tử của myoglobin là 16500

Tơ cơ bao gồm myozin, actin, actomyozin, tropomyozin, troponin… trong đó myozin chiếm khoảng 55%

Màng cơ bao gồm một phức hợp vô định hình Các protein này có trong thành phần của chất cơ và màng liên kết bao boc sợi cơ Màng cơ có thể ở dạng chặt chẽ, dày đặc hay lỏng lẻo tùy thuộc vào thành phần và sự liên kết của các tế bào và các sợi hiện diện Collagen và elastin là hai thành phần cơ bản của màng cơ Ngoài ra trong màng cơ còn có mucin và mucoid

(g/100g protein) Khối lượng phân tử Protein Myofibrin (sợi cơ)

Myosin Actin Tropomyosin Troponin Protein M Protein C

α - actinin

β - actinin

51.5 27 11 4.3 4.3 2.2 1.1 1.1 0.5

475000 41785 70000 72000 160000 140000 206000 70000 Protein sarcoplasmic (dịch cơ)

Enzym và protein hòa tan

Myoglobin Hemoglobin Xitocrom, flavoprotein

32.5 30 1.5 0.5 0.5

17800 67000

Protein Stroma (cơ nền)

Collagen Elastin Protein không hòa tan

16 8 0.5 7.5

100000 100000

 Lipit: Hàm lượng lipit trong mô cơ

khoảng 3% và dao động tùy thuộc vào loài, độ lớn

và chế độ nuôi dưỡng Phần lipit (chủ yếu là

phospholipit) có trong thành phần của tơ cơ, màng

tế bào…

Lipit là chất dự trữ năng lượng có mặt trong chất cơ, mô liên kết giữa các bào và có dạng cơ bản là triglyxerit Hàm lượng axit béo không no của chất béo trong mô cơ của lợn rất nhỏ

 Chất hòa tan: Gồm những chất được trích ra từ mô cơ bằng nước, bao gồm 2 loại: chứa Nitơ và không chứa Nitơ Chức năng quan trọng của nó

là tham gia vào các quá trình trao đổi chất và năng lượng khác nhau của tế bào Sự có mặt của các chất hòa tan và các chất chuyển hóa hóa học của nó trong quá trình tự phân, trong đa số trường hợp tạo nên giá trị cảm quan của thịt

 Vitamin: Các vitamin trong mô cơ phần lớn tan trong nước

(B1, B2, B3, B6, B12, B15, PP, H(Biotin))

Mô cơ là nguồn chứa Vitamin nhóm B, các Vitamin này khi chế biến nhiệt

sẽ bị biến đổi theo các mức độ khác nhau

 Các chất khoáng: Hàm lượng các chất khoáng trong mô cơ khoảng 1.0 - 1.5% Trong thịt có mặt K, Na, Mg, P, S, Cl Nhiều cation liên kết với các hợp chất protid của mô cơ Một số ở dạng tự do sau khi giết mổ Ngoài ra trong thịt cũng có mặt của các nguyên tử đồng, coban, molipden

b) Mô mỡ

Mô mỡ được xem như một biến thể của mô liên kết trong đó các tế bào mỡ được tập trung nhiều Trong cấu trúc của tế bào mỡ giọt mỡ chiếm thể tích lớn nhất còn protoplasma, nhân và các thành phần khác phân bố ở phần rìa của tế bào mỡ cạnh màng liên kết Tham gia vào thành phần các chất nằm giữa tế bào và mô mỡ ngoài các chất vô định hình còn có các sợi collagen và elastin

Hàm lượng của các thành phần cơ bản (ẩm, chất béo,đạm) trong mô mỡ tuỳ thuộc vào từng vùng trên

cơ thể con vật Ngoài thành phần chính trong mô

mỡ còn chứa các chất màu, chất khoáng và Vitamin

Về cơ bản, giá trị thực phẩm của mô mỡ được tạo nên

do chất béo Đó là nguồn cung cấp năng lượng Cùng với

chất béo cũng có mặt các chất sinh học khác như: axit

béo không no, phosphatit, VTM hoà tan trong dầu, sterin

Màu sắc của mỡ là do các sắc tố tan trong đó quyết định

2 Quá trình đường phân (glycolysis) và sự lên men lactic

Glucoza là glucid đơn giản quan trọng nhất Sự phân giải glucid do vi sinh vật chủ yếu là sự phân giải glucoza Những glucid phức tạp như xenlulloza, tinh bột…, các đường như monosaccarit, disaccarit (ở đây là đường saccaroza) trước tiên thường được chuyển hoá thành glucoza sau đó mới chuyển hoá xa hơn Trong sản xuất nem chua, quá trình phân giải glucoza xảy

ra trong điều kiện yếm khí gọi là quá trình lên men (lên men lactic)

Sự chuyển hoá tuân theo sơ đồ sau (lên men lactic đồng hình):

3 Sự phân giải protein

Protein trong thịt dưới tác dụng của các

enzim bị biến đổi tạo thành nhiều sản phẩm và

có các tính chất cảm quan khác nhau: sự phân

giải protein, sự tạo gel

a) Sự phân giải protein

Dưới tác dụng của enzim proteaza do hệ vi sinh vật có mặt trong thịt tiết

ra, protein bị thuỷ phân thành các chất thấp phân tử như các polypeptit, các

axit amin làm tăng giá trị dinh dưỡng của nem chua (do cơ thể dễ hấp thu)

Protein proteaza polypeptid + axit amin

Ngoài ra, trong quá trình bảo quản nem chua, thường xảy ra hiện tượng ôi thiu làm mất giá trị dinh dưỡng của thực phẩm Vi sinh vật sống trong thịt phân huỷ các chất hữu cơ của thịt thành chất có mùi khó chịu và độc hại Tuy nhiên không phải tất cả các VSV đều gây lên hiện tượng này Về phương diện sinh hoá, quá trình ôi thiu diễn ra rất phức tạp Đầu tiên gluxcid trong thịt (chủ yếu là glycogen) bị chuyển hoá thành axit, nước, CO2 Quá trình này hình thành các axit, chủ yếu là axit lactic làm cho môi trường có tính axit ức chế quá trình lên men thối Sau đó các nấm mốc sẽ sử dụng các axit sinh ra ở trên làm cho môi trường trở nên trung tính tạo điều kiện cho VSV gây thối hoạt động Quá trình hoạt động của VSV gây thối sẽ phân huỷ protit thành các polypeptit, pepton, NH3, H2S, indol, scatol… có mùi khó chịu Như vậy khi bảo quản và chế biến thịt, cần phải ngăn cản quá trình làm mất tính axit của môi trường Do vậy phải tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của hệ vi

khuẩn lactic (là VSV chủ yếu tạo nên sự axit hoá môi trường) để ức chế sự phát triển của VSV gây thối khác Một trong những cách hiệu quả nhất là bổ sung trực tiếp vi khuẩn lactic vào thịt bằng cách cấy chủng tạo điều kiện thuận lợi cho sự hoạt động của chúng (đường bổ sung vào, một phần tạo vị ngọt, một phần bổ sung cơ chất làm tăng a.lactic) trong quá trình chuyển hoá Một số phản ứng chuyển hoá protein theo chiều hướng không có lợi:

+ Phản ứng khử amin:

R - CH-COOH + H2O R – CH - COOH + NH3

NH2 OH

R - CH-COOH + H2 enzym của vsv hiếu khí R – CH2 + NH3

+ Phản ứng khử nhóm cacboxyl:

R - CH - COOH R – CH2 – NH2 + CO2

NH2

Phản ứng này tạo thành các amin khác nhau.Từ Lizin tạo thành cacdaverin,

từ histidin tạo thành histamin, là những chất độc

+ Phản ứng khử amin, khử cacboxyl:

R - CH-COOH + 1/2 O2 R – CO - COOH + NH3

NH2

R - CH-COOH +H2O R – CH - COOH + NH3

R - CH-COOH -CO 2 R – CH2 - OH + CO2

OH

+ Phản ứng tạo thành mercaptan:

(Thường xảy ra đối với các a.amin chứa lưu huỳnh)

CH2 – SH CH2 – SH + CO2 + NH3

+2H

CH – NH2 CH3

COOH

+ Phản ứng tạo scatol, crezol, phenol:……….

b) Sự tạo gel protein

Khả năng tạo gel là một tính chất chức năng quan trọng trong việc tạo cấu trúc, hình thái cho nhiều sản phẩm thịt nói chung và cho nem chua nói riêng Gel protein được tạo ra khi các protein bị biến tính tập hợp lại tạo thành một mạng lưới không gian có trật tự Khi protein bị biến tính thì các cấu trúc bậc cao bị phá huỷ, liên kết giữa các phân tử bị đứt, mạch peptid bị giãn ra, các nhóm hợp nước ẩn bên trong bây giờ xuất hiện ra ngoài Các mạch polypeptid

đã bị duỗi ra trở nên gần nhau, tiếp xúc với nhau và liên kết lại với nhau mà mỗi vị trí tiếp xúc là một nút, phần còn lại hình thành mạng lưới không gian

ba chiều vô định hình, rắn, trong đó có chứa đầy pha phân tán (H2O)

Các nút mạng lưới có thể được tạo ra do tương tác giữa các nhóm kỵ nước Khi các nhóm này gần nhau, tương tác với nhau hình thành ra liên kết hydrophop (kỵ nước hay ưa béo), các phân tử nước bao quanh chúng bị đẩy ra

và có khuynh hướng tụ lại Tương tác ưa béo thường được ổn định và tăng cường khi tăng nhiệt độ, làm cho các mạch polypeptid sít lại với nhau hơn, khiến cho khối gel trở nên cứng hơn Các nút lưới có thể tạo ra do các liên kết hyđro giữa các nhóm peptit với nhau, giữa nhóm OH của serin, treonin hoặc tironin với các nhóm COOH của axit glutamic hoặc axit aspartic Liên kết hyđro là liên kết yếu, tạo ra một độ linh hoạt nào đó giữa các phân tử với nhau, do đó làm cho gel có được một độ dẻo nhất định

Trong quá trình lên men thịt, pH giảm từ 5,6-6,2 xuống đến 4,5-5,0 đến gần điểm đẳng điện pI của mô cơ thịt, tạo điều kiện cho quá trình đông tụ và biến tính để thúc đẩy quá trình tạo gel protein Kết quả tạo cấu trúc rắn chắc cho sản phẩm

Nhờ khả năng này mà các sợi thịt (bì) của nem chua có khả năng liên kết tạo khối gel làm tăng giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan của nem chua

4 Sự tạo mùi và hương thơm

a) Sự bíên đổi màu sắc

Màu sắc đặc trưng của thịt ở nem chua nói riêng và của các sản phẩm thịtnói chung đựơc quyết định bởi các sắc tố có trong thịt với sắc tố chính quyết định màu sắc là mioglobin, chất chiếm hơn 80% sắc tố của cơ thịt Trong sắc tố tự nhiên myoglobin có dạng khử (MbFe2+), nguyên tử sắt (chịu trách nhiệm về màu sắc) có thể gắn chặt với oxitnitơ (NO) và hình thành phức nitrozo - myoglobin ổn định hơn gây ra màu sắc của thịt

Sắc tố này có ba dạng:

- Oxymyoglobin (đỏ tươi)

- Myoglobin dạng khử (đỏ tía)