Đồ án tổng quan sản xuất nước mắm và các nghiên cứu sản xuất nước mắm ngắn ngày

Ngoài ra nước mắm cũng có tác dụng cung cấp năng lượng tạm thời, khi đi đêm lạnh hoặc khi chuẩn bị lặn sâu dưới nước người ta thường uống một ít nước mắm để nhanh chóng lấy lại năng lượn

Đồ án môn học GVHD: Nguyễn Thị Nguyên

Mục lục

MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: NGUYÊN LIỆU 4

1.1 Nguyên liệu chính 4

1.1.1 Cá 4 1.1.2 Muối 9 1.2 Nguyên liệu phụ 11

CHƯƠNG 2: VI SINH VẬT VÀ ENZYME 13

2.1 Vi sinh vật trong sản xuất nước mắm13

2.2 Khái quát về protease 13

2.3 Các hệ enzym protease trong sản xuất nước mắm 15

2.4 Những biến đổi của cá sau khi chết 15

CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT NƯỚC MẮM 18

3.1 Cơ sở khoa học của các phương pháp sản xuất nước mắm 18

3.2 Phương pháp chế biến chượp cổ truyền 20

3.3 Phương pháp chế biến cải tiến 21

3.3.1 Chế biến nước mắm bằng phương pháp hóa học 22 3.3.2 Phương pháp sử dụng bổ sung vi sinh vật, enzyme 23 3.3.3 Ưu nhược điểm các phương pháp 27

CHƯƠNG 4: CÁC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VI SINH VẬT VÀ ENZYME TRONG SẢN XUẤT NƯỚC MẮM NGẮN NGÀY 28

4.1 Sử dụng vi sinh vật trong sản xuất nước mắm ngắn ngày 28

4.2 Sử dụng enzyme trong sản xuất nước mắm ngắn ngày 34

4.2.1 Các nghiên cứu ứng dụng enzyme trong sản xuất nước mắm 34

4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình cho muối vào chượp 35 4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của lượng enzyme bổ sung 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

Danh mục bảng:

Bảng 1.4: Các acid amin thiết yếu (%) trong các protein khác nhau 6 Bảng 1.5: Hàm lượng chất béo trong cơ thịt của các loại cá khác nhau 7 Bảng 1.6: Thành phần hóa học của các muối (số gam trong 100g muối) 9 Bảng 1.7: Chỉ tiêu hóa lý, hóa học của muối 11 Bảng 3.1: Tóm tắt các phương pháp chế biến chượp 20 Bảng 3.2: Ưu và nhược điểm của các phương pháp 27 Bảng 4.1: Kế hoạch bổ sung muối của từng mẫu [6] 35 Bảng 4.2: Kế hoạch bổ sung ezyme khảo sát tiến trình lên men [6] 37

Danh mục hình:

Hình 3.1: Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến chượp cổ truyền 20 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình công nghệ sử dụng phương pháp hóa học 22 Hình 3.3: Sơ đồ quy trình công nghệ sử dụng vsv/enzyme để sản xuất nước mắm

Hình 4.2: Ảnh hưởng của tiến trình bổ sung muối đến nồng độ nito amin tự do tạo

Hình 4.3: Ảnh hưởng của lượng enzyme bổ sung đến nồng độ nito amin tự do tạo

GVHD: Nguyễn Thị Nguyên

MỞ ĐẦU

Với chiều dài hơn hai ngàn cây số bờ biển và có nhiều sông ngòi ao hồ, Việt Nam có nguồn cung cấp cá và muối dồi dào Công thức làm nước mắm được truyền từ đời này sang đời khác, và mỗi địa phương lại có công thức khác nhau, tạo ra sản phẩm nước mắm đặt trưng cho từng vùng: Miền Bắc có nước mắm Cát Hải, Miền Trung có nước mắm Phan Thiết, Miền Nam có nước mắm Phú Quốc…

Nước mắm là một loại gia vị và cũng là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Trong bữa ăn hàng ngày của người dân Việt Nam thường không thiếu nước mắm

Nước mắm Việt Nam đã được phát triển từ lâu đời cùng với lịch sữ phát triển của dân tộc và mang bản sắc đặc thù của dân tộc Việt Nam Nước mắm hấp dẫn mọi người bởi hương vị đậm đà và giá trị dinh dưỡng ca Ngoài ra nước mắm cũng có tác dụng cung cấp năng lượng tạm thời, khi đi đêm lạnh hoặc khi chuẩn bị lặn sâu dưới nước người ta thường uống một ít nước mắm để nhanh chóng lấy lại năng lượng

Nước mắm được sản xuất từ cá và muối không chỉ được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam, mà hiện nay còn được ưa chuộng ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt

là ở các nước châu Á Tương tự như nước mắm các nước trên thế giới cũng có một số loại chấm khác như: Shottusuru ở Nhật, nampla ở Thái Lan, Miến Điện

có Ngapi hay Philippin có Patic… Nhưng với phương pháp sản xuất khác nhau thì mỗi sản phẩm có mùi vị không giống nhau

Phương pháp chế biến nước mắm cổ truyền ở Việt Nam có nhược điểm là thời gian sản xuất dài (từ 6 tháng đến 1 năm hoặc có thể lâu hơn) Vài chục năm gần đây có nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước nhằm rút ngắn thời gian chế biến và nâng cao chất lượng, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường trong

và ngoài nước Trong đó tiêu biểu là: sử dụng vi sinh vật và enzyme trong quá trình sản xuất nước mắm nhằm rút ngắn thời gian lên men, nghiên cứu giải quyết hương vị cho mắm để thích hợp với từng thị trường khác nhau, từng bước cơ giới hoá quá trình sản xuất tiến dần đến tự động hoá trong nghề sản xuất nước mắm

CHƯƠNG 1: NGUYÊN LIỆU

1.1 Nguyên liệu chính

1.1.1 Cá

Nguyên liệu chính dùng để sản xuất nước mắm là các loại cá Tuy nhiên chất lượng nước mắm lại phụ thuộc rất nhiều vào từng loại cá Chính vì thế, việc chọn cá

để sản xuất nước mắm là điều mà các nhà sản xuất quan tâm

Thành phần hóa học gồm: nước, protein, lipid, muối vô cơ, Vitamine, Các thành phần này khác nhau rất nhiều, thay đổi phụ thuộc vào giống, loài, giới tính, điều kiện sinh sống, Ngoài ra, các yếu tố như thành phần thức ăn, môi trường sống, kích

cỡ cá và các đặc tính di truyền cũng ảnh hưởng đến thành phần hóa học, đặc biệt ở cá nuôi Thành phần hóa học của cá ở từng cơ quan, bộ phận có sự khác nhau

❖ Thành phần hóa học của cá:

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của cá Thành phần

Chỉ tiêu

Thịt cá 48 – 85,1 10,3 – 24,4 0,1 – 5,4 0,5 – 5,6

Sự khác nhau về thành phần hóa học của cá và sự biến đổi của chúng có ảnh hưởng đến mùi vị và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, việc bảo quản tươi nguyên liệu

và qui trình chế biến

Bảng 1.2: Thành phần hóa học cá nước ngọt

STT Thành phần hóa học (% khối lượng) Nước Protide Lipide

Tên loại cá

Chương 1: Nguyên liệu GVHD: Nguyễn Thị Nguyên

Bảng 1.3: Thành phần hóa học cá nước mặn

STT Thành phần hóa học (% khối lượng) Nước Protide Lipide

Tên loại cá

● Protein:

Được cấu tạo từ các acide amin, các acide amin không thay thế quyết định giá trị dinh dưỡng của thực phẩm Protein của cá là nguồn giàu các acid amin có chứa lưu huỳnh và lysine Protein của cá chia làm 3 phần:

● Protein cấu trúc (protein tơ cơ)

Gồm các sợi myosin, actin, actomyosin và tropomyosin chiếm khoảng 65 – 75% tổng hàm lượng protein trong cá Các protein cấu trúc này có chức năng co rút

đảm nhận các hoạt động của cơ Myosin và actin là các protein tham gia trực tiếp vào quá trình co duỗi cơ Protein cấu trúc có khả năng hòa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion khá cao (> 0,5M)

● Protein chất cơ (protein tương cơ)

Gồm myoglobin, myoalbumin, globulin và các enzyme, chiếm khoảng 25 – 30% hàm lượng protein trong cá Các protein này hòa tan trong nước, trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion thấp (< 0,15%) Hầu hết protein chất cơ bị đông tụ khi đun nóng trong nước ở nhiệt độ trên 500C Trong quá trình chế biến và bảo quản, myoglobin dễ bị oxy hóa thành metmyoglobin, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm

● Protein mô liên kết

Bao gồm các sợi collagen, elastin Hàm lượng collagen ở cơ thịt cá thấp hơn ở động vật có vú, thường khoảng 1 – 10% tổng lượng protein và 0,2 – 2,2% trọng lượng của cơ thịt Chiếm khoảng 3% ở cá xương và khoảng 10% ở cá sụn Có trong mạng lưới ngoại bào, không tan trong nước, dung dịch kiềm hoặc dung dịch muối có nồng

độ ion cao

Điểm đẳng điện pI của protein cá vào khoảng pH = 4,5 – 5,5 Tại giá trị này protein có độ hòa tan thấp nhất

Cấu trúc hình thái của protein cá dễ bị biến đổi do môi trường vật lí thay đổi Tính tan của protein trong sợi cơ thay đổi sau khi đông khô

Việc xử lý với nồng độ muối cao hoặc xử lý bằng nhiệt có thể dẫn đến sự biến tính sau đó cấu trúc protein bị thay đổi không hồi phục được

Protein tương cơ có khả năng hòa tan cao trong nước, làm mất giá trị dinh dưỡng do một lượng protein đáng kể thoát ra khi rửa, ướp muối, tan giá, Vì vậy cần chú ý để duy trì giá trị dinh dưỡng và mùi vị của sản phẩm

Protein mô liên kết ở da cá, bong bóng cá, vách cơ khác nhau Các sợi collagen

ở các mô của cá tạo nên cấu trúc mạng lưới mỏng với mức độ phức tạp khác nhau Tuy nhiên collagen của cá kém bền nhiệt và ít có các liên kết chéo hơn nhưng nhạy cảm hơn collagen ở động vật máu nóng có xương sống

Bảng 1.4: Các acid amin thiết yếu (%) trong các protein khác nhau

Chương 1: Nguyên liệu GVHD: Nguyễn Thị Nguyên

Lysine

Trytophan

Histidine

Phenylalanine

Leucine

Isoleucine

Threonine

Methionine - cystine

Valine

8.8 1.0 2.0 3.9 8.4 6.0 4.6 4.0 6.0

8.1 1.6 2.6 5.3 10.2 7.2 4.4 4.3 7.6

9.3 1.1 3,8 4.5 8.2 5.2 4.2 2.9 5.0

6.8 1.9 2.2 5.4 8.4 7.1 5.5 3.3 8.1

● Các chất chiết xuất chứa nitơ:

Có thể định nghĩa các chất chiết xuất chứa nitơ là hợp chất hòa tan được trong nước, có phân tử lượng thấp, chứa nitơ với bản chất phi protein Nhóm nitơ phi protein này chiếm từ 9-18% hàm lượng nitơ tổng số trong các loài cá xương

Thành phần cơ bản của nhóm này là: các bazơ bay hơi như amoniac và trimethylamin oxid (TMOA), creatine, acid amin tự do, nucleoit và các bazơ purin, ở

cá sụn còn có cả urê

TMAO là thành phần đặc trưng quan trọng của nhóm nitơ phi protein trong các loài cá biển Hợp chất này có trong tất cả các loài cá biển Với lượng từ 1-5% trong

mô cơ (theo trọng lượng khô), nhưng đặc biệt không có trong các loài cá nước ngọt và các động vật trên cạn

Về mặt định lượng, thành phần chủ yếu của nhóm nitơ phi protein là creatine Khi cá ở trạng thái nghỉ, hầu hết creatine bị phosphoryl hóa và cung cấp năng lượng cho sự co cơ

● Nước:

Nó đóng vai trò và chức năng quan trọng trong đời sống, chất lượng của cá Nước tham gia vào phản ứng sinh hóa, vào các quá trình khuếch tán trong cá tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, ngoài ra liên kết với các protein

● Lipid:

Cá sử dụng chất béo như là nguồn năng lượng dự trữ để duy trì sự sống trong những tháng mùa đông, khi nguồn thức ăn khan hiếm

Hàm lượng lipid trong cá dao động nhiều (0.1-30%) Cá được phân loài theo hàm lượng chất béo như sau:

-Cá gầy (<1% chất béo) như cá tuyết, cá tuyết sọc đen…

-Cá béo vừa (<10% chất béo) như cá bon lưỡi ngựa, cá nhông, cá mập…

-Cá béo (>10% chất béo) như cá bôi, cá trích, cá thu,…

Bảng 1.5: Hàm lượng chất béo trong cơ thịt của các loại cá khác nhau

Lipid trong cá loài cá xương được chia thành 2 nhóm chính: phospholipid và triglycerit Phospholipid tạo nên cấu trúc của màng tế bào, vì vậy chúng được gọi là lipid cấu trúc Triglycerit là lipid dự trữ năng lượng có trong các nơi dự trữ chất béo, thường ở trong tế bào mỡ đặc biệt được bao quanh bằng một màng phospholiqid và mạng lưới collagen mỏng hơn Triglycerit thường được gọi là lipid dự trữ Một số loài

cá có chứa các este dạng sáp như một phần của các lipid dự trữ

Lipid có mặt khắp cấu trúc cơ thịt Sự tập trung các tế bào mỡ nhiều nhất ở vách

cơ và vùng giữa cơ thịt màu sáng và cơ thịt màu sẫm Cơ thịt màu sậm có chứa một số triglycerid bên trong tế bào cơ, ngay cả đối với cá gầy, vì ở cơ thịt này, lipid có thể chuyển hóa trực tiếp để cung cấp năng lượng cho cá Các tế bào cơ thịt màu sáng sử dụng glycogen như một nguồn năng lượng cho quá trình chuyển hóa yếu khí Trong

cơ thịt màu sẫm, các nguồn dự trữ năng lượng được dị hóa hoàn toàn để tạo thành

CO2và H2O trong khi ở cơ thịt màu sáng lại hình thành acid lactic Năng lượng tạo ra trong cơ thịt màu sáng nhanh hơn trong cơ thịt màu sẫm nhưng do sự hình thành acid lactic nên gây ra mệt mõi, làm cho cơ không có khả năng làm việc với tốc độ cực đại trong thời gian dài

Lipid của cá khác với lipid của động vật có vú, chủ yếu do lipid của cá có tới 40% acid béo mạch dài (14-22 nguyên tử cacbon) và mức độ không no cao Trong lipid của động vật có vú, ít khi có acid béo với 2 nối kép trở lên trong khi lipid của cá

có nhiều acid béo với 5 hoặc 6 nối kép

● Gluxit:

Hàm lượng gluxit trong cơ thịt cá rất thấp, thường dưới 0.5%, tồn tại dưới dạng năng lượng dự trữ glycogen Cá vừa đẻ trứng lượng gluxit dự trữ rất thấp Sau khi chết, glycogen cơ thịt chuyển thành axit lactic, làm giảm pH của cơ thịt, mất khả năng giữ nước của cơ thịt Sự biến đổi của pH ở cơ thịt sau khi cá chết có ý nghĩa công nghệ rất lớn

● Vitamin và chất khoáng:

Lượng vitamin và chất khoáng có tính chất đặc trưng theo loài và có thể thay đổi theo mùa Nói chung, thịt cá là nguồn vitamin B và với cá béo cũng giàu cả vitamin A và D

Loại cá Hàm lượng chất béo (%)

Chương 1: Nguyên liệu GVHD: Nguyễn Thị Nguyên

❖ Phân loại, đánh giá chất lượng của cá

● Phân loại theo chất béo (lipid):

Dựa vào lượng mỡ hay dầu trong cá mà người ta chia thành các loại cá sau:

- Cá ít mỡ: nhỏ hơn 4% lipid có ở hầu hết các loại cá nước mắm kể cả cá linh non

- Cá có mỡ vừa: 4-8% lipid như: cá linh, cá trích…

- Cá có lượng mỡ nhiều lớn hơn 15% lipid, đa số là cá nước ngọt, nước lợ như cá basa, cá tra Biển Hồ…

● Phân loại theo tập tính sống:

- Cá sinh sống ở tầng nổi và tầng lơ lửng (cá ăn nổi) gồm cá cơm, cá trích, cá lầm,

cá mòi, cá nục…

- Cá sinh sống ở tầng đáy và tầng lơ lửng (cá ăn đáy) gồm cá liệt thịt, cá xô tạp, cá bò…

● Phân loại theo giá trị sử dụng để làm nước mắm:

- Cá nhóm I: Gồm cá cơm Kiên Giang (than, sọc tiêu), ve, trích,…Vừa có đạm cao, vừa cho sản phẩm đặc trưng, chất lượng cao Cá nhóm I thường được sử dụng lâu dài trong quá trình chế biến để tạo ra những sản phẩm có hương vị đặc trưng, ngoài ra còn được dùng để tạo hương cho loài cá không có hương hoặc ít hương (hương không tốt)

- Cá nhóm II: Gồm cá sơn, cá nục, cá cơm Duyên Hải…chủ yếu là cá linh, sử dụng khử mùi cho các nhóm cá tạp, một phần dùng tạo hương riêng biệt cho một số loại sản phẩm Cá nhóm II thường được sủ dụng lâu dài trong quá trình sản xuất, đặc biệt là cá linh được sử dụng lâu dài từ 12-24 tháng

- Cá nhóm III: Gồm cá xô tạp, cá liệt thịt, cá bò, liệt Đồng Tháp Chủ yếu dùng

để lấy đạm để làm nề cho sản phẩm, vì có mùi kém nên phải xử lý qua mùi tạo nền trước khi tạo nền cho sản phẩm khác Loại này được sử dụng triệt để với thời gian sử dụng tương đối ngắn 4-6 tháng

1.1.2 Muối

❖ Thành phần của muối ăn

Thành phần chính của muối là NaCl, H2O, các hoạt chất hòa tan và không tan… Muối được dự trữ trên 5 tháng

▪ Các chất hòa tan gồm có: calciphosphat (CaSO4), magiesunfat (MgSO4), magieclorua (MgCl), calcioxit (CaO), manganoxit (MnO)… Các loại này có vị đắng

và chát, các tạp chất này làm giảm độ thẩm thấu của muối vào cá

▪ Các tạp chất không tan gồm có: bùn, đá, sỏi, cát…

Bảng 1.6: Thành phần hóa học của các muối (số gam trong 100g muối)

không tan

Chất vô cơ tan

Muối càng lẫn nhiều tạp chất thì màu càng ngà, đôi khi có màu đen Nước trong muối ăn là một thành phần rất dễ thay đổi vì muối ăn có đặc tính hấp thụ nhiều nước trong không khí, lượng nước trong muối còn phụ thuộc vào độ to nhỏ của hạt muối, hạt to có hàm lượng nước ít hơn hạt nhỏ Do đó cần phải kiểm tra cẩn thận trước khi sử dụng Việc phân loại chất lượng muối ăn, ngoài phương pháp hóa học ra còn dùng các phương pháp cảm quan như căn cứ vào cảm giác của tay, mắt, miệng…

Vị chát của muối là do trong muối có MgCl2, CaCl2 Trong muối thường tồn tại

K+, nếu ăn phải lượng ít thì bị đau cuống họng, nếu ăn phải lượng nhiều thì gây đau đầu, nôn mửa

❖ Tính chất của muối ăn

● Tính hút nước và tác dụng phòng thối:

Do muối có tính hút nước với môi trường xung quanh cho nên khi độ ẩm không khí > 75% muối sẽ hút nước và trở thành ẩm ướt Khi độ ẩm không khí < 70% muối

sẽ mất nước và khô ráo trở lại Đồng thời trong quá trình bay hơi nó sẽ mang theo một

số chất như Magie (làm chát muối), Calci (làm đắng muối), Kali…

Muối ăn có tác dụng ức chế vi khuẩn gây hư hỏng là do:

o Muối ăn thẩm thấu vào nguyên liệu hạn chế hoạt động của vi khuẩn

o NaCl khi hòa tan sẽ làm tăng nồng độ ion Cl- và ion này sẽ kết hợp với protid ở mối nối peptid, làm cho các enzyme phân hủy protid của vi sinh vật không còn khả năng phá vỡ protid để lấy chất dinh dưỡng cung cấp cho sự sống

o Nồng độ nước muối càng lớn thì áp suất thẩm thấu càng mạnh Tác động đến màng tế bào vi khuẩn Do có muối nên oxy ít hòa tan trong môi trường ướp muối, vì vậy nhóm vi sinh vật hiếu khí bị hạn chế điều kiện để phát triển