Tiểu luận ứng dụng công nghệ lên men sản xuất nem chua

Nem chua được chếbiến bằng thịt tươi cùng với quá trình lên men lactic chuyển hóa đường thành acidlactic dưới tác dụng chủ yếu của vi khuẩn Lactobacillus.II.Cơ sở sinh hóaQuá trình lên m

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LÊN MEN

SẢN XUẤT NEM CHUA

Cần Thơ – 2017

ĐỀ TÀI

Công nghệ thực phẩm

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LÊN MEN SẢN XUẤT NEM CHUA

I Giới thiệu

Nem chua là sản phẩm được sản xuất từ nguyên liệu chính là thịt lợn,bì lợn cùng các nguyên liệu phụ như muối,đường,bột ngọt…Là sản phẩm lên men truyền thống ở Việt Nam được sản xuất theo phương pháp thủ công

Một số vùng nem ngon nổi tiếng ở Việt Nam như: nem làng Vẽ (Từ Liêm -Hà Nội), nem Phùng (Đan

Phượng-Hà Tây), nem Phủ Từ (Bắc Ninh), nem chua An Cựu (Huế), nem chợ Huyện (Bình Định), nem Ninh Hòa (Khánh Hòa), nem Thủ Đức (TP Hồ Chí Minh), nem Lai Vung (Đồng Tháp), nem Tân Hưng (Tiền Giang), nem làng Ước Lễ (Hà Đông), nem Quảng Yên (Quảng Ninh)

Hiện nay, tại một số cơ sở sản xuất chế biến thịt đã đưa việc sản xuất nem chua truyền thống vào sản xuất công nghiệp Nem chua được chế biến bằng thịt tươi cùng với quá trình lên men lactic chuyển hóa đường thành acid lactic dưới tác dụng chủ yếu của vi khuẩn Lactobacillus

II Cơ sở sinh hóa

Quá trình lên men chủ yếu trong nem chua là sự lên men lactic Lên men lactic là quá trình chuyển hóa kỵ khí đường tạo acid lactic với sự tham gia của nhóm vi khuẩn lactic.Tùy vào các loại enzyme có trong cơ thể vi khuẩn lactic,con đường phân giải và những sản phẩm tạo ra mà quá trình lên men lactic được chia làm 2 loại:lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình

 Lên men lactic đồng hình:

Lên men lactic đồng hình là quá trình lên men tạo sản phẩm chính là acid lactic chiếm 90-98% tổng sản phẩm lên men.Sản phẩm phụ là ethanol,acid acetic,CO2,acetoin

Glycolysis

Công nghệ thực phẩm

C6H12O6(Glucose)

2NAD+ 2NADH.H+ (acid lactic)CH3COHCOOH CH3COCOOH (acid pyruvic)

 Lên men lactic dị hình

Lên men lactic dị hình là quá trình lên men khá phức tạp,tạo sản phẩm đa dạng.Ngoài acid lactic chiếm khoảng 40% tổng sản phẩm lên men còn có sản phẩm khác với tỉ lệ khá cao như acid succinic và ethanol 20%,acid acetic 10%,các chất khí 20%

III Vi sinh vật

Nem chua là một sản phẩm lên men thịt sống, nên ta xét chủ yếu hệ sinh vật có khả năng lên men trong nem chua Hệ vi sinh vật này có khả năng đặc trưng là khả năng lên men, môi trường sinh sống của chúng có pH = 5.0 – 6.0, hoạt độ nước aw = 0.99-0.80 và môi trường yếm khí

Hệ vi sinh vật đóng góp vai trò lớn nhất hình thành nên mùi vị đặc trưng và chất lượng

sản phẩm nem chua là vi khuẩn Lactobacillus,Pediococcus và Micrococcus.Trong đó,nhiều nhất và đóng vai trò quan trọng nhất là Lactobacillus Quá trình lên men chủ

yếu trong sản phẩm chính là sự lên men lactic, sự lên men làm cho pH, độ ẩm của sản phẩm giảm, chính từ đó góp phần ức chế hệ vi sinh vật không có lợi

1 Vi sinh vật giống

a) Lactobacillus

Đây là trực khuẩn gram dương,dạng hình que dài,hiếm khí di động,kích thước 0,5-1,2

x 1-10µm.Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của chúng là 30-40°C

Chúng được nhiều tác giả kể đến như là loại vi khuẩn chiếm ưu thế nổi trội trong suốt quá trình chín của sản phẩm, hoặc ít nhất là ở cuối quá trình chín, nếu như quá trình

chín xảy ra chậm Chính sự chiếm ưu thế về số lượng này khiến cho các Lactobacillus

có khả năng ức chế một số loại vi sinh vật khác, chủ yếu là các loài G(-) và một vài

loài G(+) Mặt khác, các Lactobacillus có khả năng chịu được nồng độ muối cao hơn một số loài vi khuẩn khác Lượng Lactobacillus có thể đạt tới 108 tế bào/g sản phẩm

Lactat dehydrogenase

Công nghệ thực phẩm

Chúng có vai trò chính trong việc sinh ra các hợp chất acid, chủ yếu là acid lactic Chính sự acid hóa môi trường dẫn đến sự đông tụ các protein, ức chế các vi khuẩn gây bệnh và tạo màu cho sản phẩm

b) Pediococcus

Pediococcus là giống vi khuẩn G(+), thuộc họ Lactobacillaceae, chúng thường xuất

hiện ở dạng song cầu khuẩn hoặc dạng tứ cầu khuẩn được chia đối xứng qua một hoặc hai mặt phẳng kích thước 1-2μm, không di động Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của chúng là 25-40°C

c) Micrococcus

Các Micrococcus, vi khuẩn G(+), là loại hiếu khí hoặc yếm khí tuỳ tiện Ở cuối quá trình lên men chúng là loại vi sinh vật chiếm ưu thế thứ hai sau Lactobacillus, vào

khoảng 105 vi khuẩn/g sản phẩm Theo một số tác giả, sự phát triển của các

Micrococcus, ở thời kì đầu của quá trình lên men, hình như thuận lợi cho sự phát triển

của Lactobacillus ở giai đoạn sau.

Lactobacillus Pediococcus Micrococcus

2 Vi sinh vật nhiễm

a) Các vi khuẩn G(-) khác: bao gồm

 Các enterobacteria trong đó điển hình là Escherichia Proteus.

 Pseudomonas

 Acinetobacter

Các vi khuẩn này gram âm có trong sản phẩm đầu thời kì lên men với mật độ khoảng

103 vi khuẩn/g sản phẩm Chúng bị ức chế bởi các lactobacillus trong quá trình chín

của sản phẩm

Các enterobacteria acid hoá môi trường bằng chuyển hoá lên men lactic hỗn hợp sinh

ra các acid hữu cơ có mạch cacbon ngắn Chúng có khả năng thuỷ phân protein

Giống vi khuẩn Pseudomonas (Ps.fluorescens, Ps.fragi, Ps Lundensis và Shewnella

putrefaciens) thường xuyên thuỷ phân protein Chúng không chịu được nồng độ muối

cao hơn 2,5% và cũng chỉ phát triển khi hoạt độ nước trong môi trường lớn hơn 0,95 Đây là nhóm vi khuẩn gây ra sự nhiễm độc thịt, gây thối và làm ôi khét mỡ Một vài

loài (như Pseudomonas aeruginosa) có thể gây bệnh cho người.

Công nghệ thực phẩm

Giống Acinetobacter cũng có khả năng thuỷ phân protein và gây ra các mùi không

mong muốn của thịt

b) Nấm men và nấm mốc

Nấm men có thể làm mỡ biến thành màu đỏ hoặc màu đen Chúng phát triển tốt nhất ở

pH dưới 5 Đa số nấm men chịu được môi trường hoạt độ nước thấp Nấm men phát triển sẽ gây mùi ôi khét của mỡ Chúng tạo ra các mùi không mong muốn và gây ra một số hiện tượng ngộ độc

Nấm men có khả năng thuỷ phân protein cũng như các hợp chất gluxit và lipit (Lerche

et Lammers, Coretti, 1958), tuy nhiên nấm men trước tiên có khả năng thuỷ phân lipit

và tạo thành các hợp chất tạo hương (Fournaud, 1976) Chúng có khả năng thích nghi với quá trình lên men, với khoảng pH rộng, do đó chúng có khả năng sinh trưởng tốt trong môi trường nem chua

Nấm mốc là các vi sinh vật thuỷ phân protein và lipit

 Các đặc điểm đặc trưng của vi khuẩn lactic trong nem chua:

Chúng là loại ưa ấm với khoảng nhiệt độ thích hợp là 23-37°C và phát triển tốt nhất ở 30°C

Chúng chịu được độ mặn trung bình,tất cả đều có thể phát triển khi nồng độ NaCl trong môi trường nhỏ hơn hoặc bằng 4%

Chúng đều có khả năng acid hóa môi trường mạnh.Sau 48h lên men,pH môi trường có thể <4,3.Tại giá trị pH này có thể đảm bảo ức chế nhiều loại tạp khuẩn trong lên men

IV. Nguyên liệu sản xuất nem chua

Nguyên liệu chính Nguyên liệu phụ

Thịt heo

Da heo

Đường Muối ăn Bột ngọt Tỏi Tiêu Ớt Bao bì nem(Lá vông,bao nilong,lá chuối) Phụ gia (Natri polyphotphat,tinh bột biến tính,màu tạo sản phẩm,chất tạo vị)

Công nghệ thực phẩm

V Quy trình sản xuất nem chua

1 Quy trình

Da heo Thịt heo nạc

Để ráo

Sản phẩm Lên men

Gói bằng lá chuối Gói bằng lá vông

Ớt,tỏi Tiêu hạt Ép định hình

Vo viên Tỏi xay

Quết nhuyễn

Xắt lát mỏng Tách mỡ

Công nghệ thực phẩm

2 Thuyết minh qui trình

2.1 Lọc bỏ gân mỡ

Mục đích: loại bỏ hoàn toàn gân, mỡ ra khỏi khối thịt trước khi đưa vào quết, do cấu trúc của sản phẩm là cấu trúc gel protein, nếu thịt dùng làm nem chua có dính mở thì

sẽ làm mềm cấu trúc gel

Thực hiện: Tiến hành lọc, tách gân, mỡ theo phương pháp thủ công

2.2 Xay

Mục đích: làm nhỏ thịt,tạo điều kiện cho quá trình quết sau này diễn ra nhanh hơn và

dễ dàng hơn Sử dụng máy xay thịt chuyên dụng để xay

2.3 Ướp gia vị

Mục đích: tạo hương vị và màu sắc đặc trưng cho sản phẩm, tạo cơ chất cho quá trình lên men Ngoài ra việc ướp muối, đường còn có tác dụng tạo ra áp suất thẩm thấu , kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật

Thực hiện: Tiến hành cho đồng thời tất cả các loại gia vị vào khối thịt, sau đó tiến hành quết

2.4 Quết

Mục đích: phá vỡ cấu trúc bó sợi của mô cơ, tách rời các mạch polypeptid theo chiều dài, để cho gia vị, chất khoáng dễ khuếch tán, các phân tử nước chui vào tạo trạng thái liên kết gel chặt chẽ, tạo nên khối gel đồng nhất dễ tạo hình Quết cho nhuyễn, đều với gia vị, nếu không nem sẽ không dai, ăn bị bở hay vón cục, quá trình lên men sẽ diễn ra không đồng đều trong sản phẩm

Phương pháp:

+ Phương pháp thủ công: cho thịt sau khi đã xử lý cùng các chất phụ gia và gia

vị cần thiết vào cối đá Sử dụng lao động thủ công dung chày gỗ giã đều khối thịt ở trong cối cho đến khi thịt đạt cấu trú monh muốn

+ Phương pháp bán thủ công: Thịt được cho vào cối đá bằng lao động thủ công,

hệ thống chày và cối được tự động hóa nhờ một motor giúp cho cối xoay đều quanh trục đi qua tâm của cối và một motor khác giúp cho chày giã đều từ trên xuống Tiến hành giã cho đến khi thịt đạt cấu trúc như mong muốn

2.5 Luộc chín da heo

Công nghệ thực phẩm

Mục đích: làm chín da heo do da heo không có khả năng chín sinh hóa, nhờ nhiệt độ cao làm biến tính collagen để cơ thể người có thể tiêu hóa được Đồng thời giúp da dễ cắt nhỏ hơn, dễ lọc bỏ mỡ vì da trở nên giòn, không mềm nhão

Nem chua là một sản phẩm lên men, chế biến không qua gia nhiệt Khi phối trộn nguyên liệu thịt và da, collagen trong da không bị biến tính, khả năng tạo gel giảm đồng thời khó tiêu hóa được trong cơ thể người sử dụng, giảm giá trị dinh dưỡng sản phẩm Do đó ta phải luộc chín da để làm biến tính collagen Tuy nhiên không nên luộc chín quá và xả nước lạnh nhanh ngay sau khi luộc để làm giảm nhiệt nhanh chóng Nếu không collagen bị biến tính quá mạnh sẽ hòa tan tạo nhớt, khó có thể bổ sung vào nem vì ẩm cao, làm khối nem lỏng lẻo

Thực hiện: Cho da heo vào nước lạnh, đun sôi cho đến khi mềm là được

2.6 Rửa qua nước lạnh

Mục đích: nhằm làm săn và làm nguội nhanh da heo

Thực hiện: sau khi vớt da heo ra khỏi nồi nước sôi, nhúng ngay vào nước lạnh rồi vớt ra

2.7 Làm ráo da heo

Mục đích: giảm ẩm độ trong da, giảm hoạt động nước để vi sinh vật không phát triển Phơi nắng có nhiệt độ cao diệt một số vi sinh vật (nhưng đồng thời cần tránh gây nhiễm một số vi sinh vật khác),tăng tính chặt của nem

2.8 Làm sạch

Mục đích: làm sạch lông còn sót lại trên da heo

Thực hiện: Tiến hành theo lối thủ công bằng cách cạo và nhổ sạch lông trên da heo

2.9 Tách mỡ

Mục đích: nhằm loại bỏ hoàn toàn mở ra khỏi da heo vì mỡ sẽ làm lỏng lẻo, yếu cấu trúc gel,nhiều mỡ sẽ khiến cho nem dễ bị oxy hóa, gây hư hỏng nhanh chóng

Thực hiện: bằng phương pháp thủ công dùng dao nhỏ, bén để lọc phần mỡ thừa, vì đây là công đoạn nhỏ, cần chính xác để ít lãng phí, tận dụng tốt nguyên liệu

2.10 Xắt lát mỏng và xắt sợi

Mục đích: chuẩn bị cho quá trình trộn và lên men Da sẽ được trộn đều chung với khối thịt một cách dễ dàng, giúp cho quá trình lên men được đồng nhất, cũng như sản phẩm trở nên đồng đều hơn Cắt nhỏ còn giúp cho quá trình thủy phân protein tạo cơ chất cho vi sinh vật sử dụng và tạo hương vị cho sản phẩm diễn ra dễ dàng hơn

Thực hiện:

Công nghệ thực phẩm

+Tiến hành theo lối thủ công bằng cách dùng dao sắc cắt miếng da heo theo bề dày của nó sao cho bề dày da heo khoảng 1mm

+Tiến hành theo lối thủ công bằng cách dùng dao cắt miếng da heo sau khi đã xắt lát mỏng thành những sợi dài khoảng 4-5cm, dày khoảng 1mm

2.11 Phối trộn

Mục đích: nhằm phối trộn đều thịt sau khi xay quết với da heo đã xắt sợi Trong quá trình này còn có bổ sung thêm tỏi tươi xay nhuyễn vào nhằm mục đích ức chế sự phát triển của vi sinh vật

Thực hiện: có thể tiến hành phối trộn theo 2 cách:

+Phương pháp thủ công: dùng một cái bồn hình bán cầu, cho tất cả nguyên liệu cần phối trộn vào và đảo đều bằng một đũa gỗ to

+Phương pháp bán thủ công: cho thịt đã quết, da heo đã xắt sợi, tỏi xay nhuyễn vào một cái bồn hình nữa bán, bên trên có một cánh khuấy dùng để trộn đều

2.12 Vo viên và ép định hình

Mục đích: nhằm tạo hình dạng cho viên nem, có thể bổ sung thêm ớt, tỏi xắt lát và tiêu nguyên hạt nhằm mục đích tạo hương vị cho nem chua cũng như ức chế sự phát triển của vi sinh vật

Tiến hành theo lối thủ công như sau: ước lượng và lấy một lượng thịt sau khi đã được trộn đều vo thành viên, ép thành một khối có hình lập phương

2.13 Bao gói sản phẩm

Mục đích:

+Tạo điều kiện yếm khí cho vi khuẩn lactic hoạt động

+Giữ nhiệt cho quá trình lên men

+Hạn chế vi sinh vật nhiễm, do nem là môi trường giàu dinh dỡng nên thuận lợi cho nhiều loại vi sinh vật phát triển vi sinh vật từ môi trường bên ngoài dễ nhiễm vào, cạnh tranh với vi khuẩn lactic gây ra những biến đổi không mong muốn, khi bao gói sản phẩm sẽ hạn chế được hiện tượng này

+Đáp ứng yêu cầu cảm quan

+Dễ dàng cho bảo quản và phân phối đến người tiêu dung

Thực hiện: được tiến hành theo lối thủ công như sau: Tiến hành gói lá vông trước, sau đấy gói bằng ni lông và cuối cùng là gói bằng lá chuối

Công nghệ thực phẩm

2.14 Lên men

 Quá trình lên men lactic trong nem chua được chia làm 3 giai đoạn:

+Giai đoạn 1: Bắt đầu có sự hoạt động của vi khuẩn lactic và một vài vi sinh

vật khác có sẵn trong nguyên liệu đầu, khả năng sinh tổng hợp acid lactic kém

+Giai đoạn 2: Vi khuẩn lactic phát triển mạnh mẽ và acid lactic được tạo ra

nhiều làm giảm pH của khối nguyên liệu xuống thấp, từ đó có khả năng ức chế sự hoạt động của các loài vi sinh vật khác Đây là giai đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất nem chua, vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng cũng như giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

+Giai đoạn 3: Do acid lactic tích tụ nhiều, làm pH giảm mạnh, từ đó dẫn đến sự

ức chế ngay cả đối với vi khuẩn lactic Sản phẩm bắt đầu chuyển qua giai đoạn chín Lúc này, các vi khuẩn bị ức chế, chỉ có nấm men va nấm mốc có khả năng phát triển

Do đó tạo điều kiện cho quá trình lên men acid acetic và acid butyric gây ra mùi và vị khó chịu cho sản phẩm

 Sau quá trình lên men lactic là quá trình lên men thối

Hiện tượng ôi thiu do vi sinh vật gây ra Vi sinh vật sống trong thịt phân huỷ các chất hữu cơ của thịt thành các chất có mùi khó chịu và độc hại Tuy nhiên không phải tất

cả các vi sinh vật đều gây ra hiện tượng này

Các nấm mốc mới hình thành sẽ tiêu thụ các acid tạo ra, đồng thời phân hủy các acid hữu cơ khác được tích tụ trong quá trình lên men lactic, làm tăng pH, môi trường trở nên có tính kiềm hơn Từ đó các vi sinh vật lên men thối bắt đầu phát triển mạnh, chuyển hóa protein thành pepton, polipeptide, acid amine… và cuối cùng là các sản phẩm đễ bay hơi như NH3, H2S… gây mùi vị khó chịu cho sản phẩm Lúc này, nem đã bắt đầu bị hư hỏng, giá trị dinh dưỡng cũng như cảm quan bị giảm đáng kể

Biến đổi vật lý: độ dai, độ dẻo tăng, khối lượng nem cũng thay đổi một phần sau quá

trình lên men

Biến đổi hóa lý: do quá trình lên men làm cho pH của nem thay đổi, tự đó giúp cho sự

hình thành cấu trúc gel của nem tốt, pH giảm khiến collagen trương nở giúp khối nem chặt

Biến đổi hóa học:

+pH giảm, hàm lượng đường giảm, thành phần các chất dinh dưỡng thay đổi theo hướng có lợi nhờ các sản phẩm lên men

+Độ ẩm giảm : Ban đầu nguyên liệu thịt và da có hàm ẩm khá cao, lượng nước

tự do lớn Sau quá trình lên men, sản phẩm có cấu trúc gel, giữ nước, một phần nước

tự do trở thành nước liên kết trong cấu trúc gel nên hàm ẩm giảm

+Hàm lượng protein giảm do một phần protein bị phân hủy tạo thành cơ chất cho vi sinh vật sử dụng, tạo hương vị cho sản phẩm

Công nghệ thực phẩm