Luận văn thạc sĩ Hóa vô cơ: Nghiên cứu ứng dụng gia vị truyền thống trong chế biến, bảo quản nem chua Bình Định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề án này, tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Huỳnh Thị Minh Thành, TS Hoàng Đức An đã tận tình hướng dẫn và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề án Bên cạnh những kiến thức về chuyên môn, tôi đã học được nhiều cách tiếp cận và giải quyết các vấn đề khoa học cũng như những vấn đề liên quan khác

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô Khoa Khoa học Tự nhiên, trường Đại học Quy Nhơn và các thầy cô hiện đang công tác tại các phòng ban chức năng, các em sinh viên chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm đã hỗ trợ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề án

Đặc biệt, tôi cũng xin chân thành cảm ơn gia đình và quý thầy cô đồng nghiệp đã động viên và hỗ trợ tôi trong suốt thời gian học tập

Tác giả đề án

Nguyễn Chí Toàn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của chính bản thân tôi Các số liệu và kết quả trong luận án là trung thực, chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào

Tác giả đề án

Nguyễn Chí Toàn

1.1 Tổng quan về nem chua 3

1.1.1 Giới thiệu nem chua 3

1.1.2 Giới thiệu về nem chua Bình Định 4

1.1.2.1 Quy trình sản xuất 4

1.1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nem chua 10

1.1.2.3 Một số hiện tượng hư hỏng xảy ra đối với nem chua 11

1.2 Giới thiệu các loại gia vị truyền thống dùng trong sản xuất nem chua Bình Định 11

1.2.1 Tỏi 11

1.2.2 Ớt 12

1.2.3 Tiêu 13

1.3 Lên men lactic và ứng dụng lên men lactic từ thịt 14

1.3.1 Giới thiệu về lên men lactic 14

1.3.1.1 Đặc điểm nhóm vi khuẩn lactic 14

1.3.1.2 Phân loại nhóm vi khuẩn lactic 14

1.3.2 Cơ chế của quá trình lên men lactic 15

1.3.3 Ứng dụng lên men lactic 16

1.3.4 Những biến đổi và sự chuyển hóa xảy ra trong quá trình lên men lactic 17

1.3.5 Thực trạng vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) của sản phẩm lên men 17

1.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 19

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 19

1.4.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 22

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 26

2.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 26

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 26

2.1.2 Hóa chất 27

2.1.3 Thiết bị và dụng cụ 28

2.2 Phương pháp nghiên cứu 28

2.2.1 Phương pháp phân tích hóa sinh 28

2.2.1.1 Xác định hàm ẩm: bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi theo tiêu chuẩn TCVN 3700-90 28

2.2.1.2 Xác định hàm lượng amoniac, theo TCVN 3706:1990 29

2.2.2.2 Xác định Coliforms theo tiêu chuẩn ISO 4831(8/2006) 37

2.2.2.3 Xác định E coli: theo tiêu chuẩn theo TCVN 7924-1:2008 (ISO 16649-1:2001) hoặc TCVN 7924-2:2008 (ISO 16649-2:2001) 38

2.2.2.4 Xác định Staphylococcus aureus: theo tiêu chuẩn ISO 6888-1 (1/2004) 39

2.2.2.5 Xác định Salmonella: theo tiêu chuẩn TCVN 10780-1:2017 (ISO 6579-1:2017) 39

2.2.2.6 Xác định tổng số nấm men và nấm mốc: theo tiêu chuẩn ISO 7954 (8/1988) 40

2.2.2.7 Xác định Clostridium perfringens: theo tiêu chuẩn ISO 7937 (2/2005) 40

2.2.3 Phương pháp cảm quan 41

2.2.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm 42

2.2.4.1 Đánh giá chất lượng của nem chua Bình Định theo thời gian bảo quản 43

2.2.4.2 Đánh giá chất lượng các loại gia vị truyền thống trong sản xuất nem chua 43

2.2.4.3 Nghiên cứu lựa chọn gia vị truyền thống có hoạt tính kháng khuẩn từ nguồn nguyên liệu sản xuất nem 44

2.2.4.4 Nghiên cứu tỷ lệ phối trộn các loại gia vị trong sản xuất nem chua Bình Định 46

2.2.5 Phương pháp xác định hàm lượng tro 46

2.2.6 Phương pháp đánh giá khả năng kháng khuẩn của hợp chất tự nhiên

48

2.2.7 Phương pháp xử lý số liệu 48

CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN VÀ THẢO LUẬN 50

3.1 Đánh giá chất lượng của nem chua Bình Định theo thời gian bảo quản 503.2 Đánh giá chất lượng các loại gia vị truyền thống trong sản xuất nem chua 54

3.2.1 Đánh giá thành phần hóa học của tỏi, ớt, tiêu 54

3.2.2 Đánh giá khả năng kháng khuẩn của tỏi, ớt, tiêu 55

3.3 Nghiên cứu lựa chọn gia vị truyền thống có hoạt tính kháng khuẩn từ nguồn nguyên liệu sản xuất nem chua 56

3.3.1 Nghiên cứu lựa chọn dạng bổ sung của gia vị từ tỏi 56

3.3.2 Nghiên cứu lựa chọn dạng bổ sung của gia vị từ ớt 59

3.3.3 Nghiên cứu lựa dạng bổ sung của gia vị từ tiêu 63

3.3.4 Nghiên cứu tỷ lệ phối trộn các loại gia vị trong sản xuất nem Bình Định 66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

PHỤ LỤC 80

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu, chữ viết tắt Diễn giải

EM EMB

Vi sinh vật

Effective Microorganisms Embden – Meyerhoff – Parnas

Hình 1.5 Sơ đồ quy trình sản xuất nem chua Bình Định 4

Hình 2.1 Các nguyên liệu được mua tại siêu thị Coopmart Quy Nhơn (tác giả) 26

Hình 2.2 Nguyên liệu tỏi dùng trong quy trình sản xuất nem (tác giả) 26

Hình 2.3 Nguyên liệu ớt dùng trong quy trình sản xuất nem (tác giả) 27

Hình 2.4 Nguyên liệu tiêu dùng trong quy trình sản xuất nem (tác giả) 27

Hình 3.1 Sự thay đổi về tổng số vi sinh vật hiếu khí theo thời gian bảo quản 53

Hình 3.2 Sự thay đổi chất lượng cảm quan theo thời gian bảo quản của các mẫu nem chua trên địa bàn tỉnh Bình Định 53

Hình 3.3 Sự thay đổi chất lượng tổng số vi sinh vật hiếu khí theo thời gian bảo quản của các mẫu nem chua có bổ sung các dạng gia vị từ tỏi 57

Hình 3.4 Sự thay đổi chất lượng cảm quan theo thời gian bảo quản của các mẫu nem chua có bổ sung các dạng gia vị từ tỏi 58

Hình 3.5 Sự thay đổi chất lượng tổng số vi sinh vật hiếu khí theo thời gian bảo quản của các mẫu nem chua có bổ sung các dạng gia vị từ ớt 61

Hình 3.6 Sự thay đổi chất lượng cảm quan theo thời gian bảo quản của các mẫu nem chua có bổ sung các dạng gia vị từ ớt 61

Hình 3.7 Sự thay đổi chất lượng tổng số vi sinh vật hiếu khí theo thời gian bảo quản của các mẫu nem chua có bổ sung các dạng gia vị từ tiêu 64

Hình 3.8 Sự thay đổi chất lượng cảm quan theo thời gian bảo quản của các mẫu nem chua có bổ sung các dạng gia vị từ tiêu 65

Hình 3.9 So sánh chất lượng vi sinh giữa các dạng bổ sung tối ưu nhất của từng gia vị truyền thống theo thời gian bảo quản………67

Hình 3.10 So sánh chất lượng cảm quan giữa các dạng bổ sung tối ưu nhất của từng gia vị truyền thống theo thời gian bảo quản 67Hình 3.11 Kết quả vi sinh về các tỷ lệ phối trộn các loại gia vị truyền thống trong sản xuất nem chua theo thời gian bảo quản 70Hình 3.12 Kết quả cảm quan về các tỷ lệ phối trộn các loại gia vị truyền thống trong sản xuất nem chua theo thời gian bảo quản 70

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tỷ lệ các nguyên liệu trong sản xuất nem chua Bình Định………5Bảng 2.1 Bảng phân loại chất lượng………41 Bảng 3.1 Sự thay đổi chất lượng hoá lý theo thời gian bảo quản của các mẫu nem chua trên địa bàn tỉnh Bình Định……… 51 Bảng 3.2 Kết quả phân tích vi sinh gây bệnh của các mẫu nem Bình Định theo thời

Bảng 3.3 Thành phần dinh dưỡng của các gia vị truyền thống tỏi, ớt và tiêu 55Bảng 3.4 Khả khăng kháng khuẩn của tỏi, ớt, tiêu trên một số chủng vi sinh vật chỉ

Bảng 3.5 Kết quả phân tích vi sinh gây bệnh của các mẫu nem chua A1, A2, A3 theo thời gian bảo quản……….………56Bảng 3.6 Kết quả phân tích vi sinh gây bệnh của các mẫu nem chua B1, B2, B3 theo thời gian bảo quản……….…………59Bảng 3.7 Kết quả phân tích vi sinh gây bệnh của các mẫu nem chua C1, C2 theo thời gian bảo quản……….………63Bảng 3.8 Kết quả phân tích vi sinh gây bệnh của các mẫu nem chua D1, D2, D3, D4 theo thời gian bảo quả……….………68 Bảng 3.9 Sự thay đổi chất lượng hoá lý theo thời gian bảo quản của mẫu D4……72

MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài

Đất nước ta có rất nhiều sản phẩm thực phẩm truyền thống đặc trưng Trong đó các sản phẩm lên men chiếm một tỷ lệ cao ví dụ như: sữa chua, dưa chua, tôm chua, tré… Bên cạnh giá trị dinh dưỡng nó mang lại thì việc sản xuất theo quy trình truyền thống với phương pháp thủ công dẫn đến nguy cơ sản phẩm không đảm bảo chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm Bên cạnh đó, việc bổ sung các loại phụ gia và các hợp chất hóa học không được phép hoặc quá liều đã dấy lên mối lo ngại về sức khỏe của người tiêu dùng

Nem chua là một trong những sản phẩm lên men truyền thống nổi tiếng ở nước ta và cũng là sản phẩm đặc trưng của Bình Định Đây là món ăn dân dã gắn liền với bao thế hệ người dân tỉnh Bình Định So với các sản phẩm cùng loại ở các vùng miền, nem chua Bình Định có hương vị rất riêng, không thể lẫn với hương vị ở những nơi khác Bởi vì theo đặc tính của nguyên liệu và quy trình sản xuất, sản phẩm này dễ bị hư hỏng và mất an toàn thực phẩm bởi sự lây nhiễm của vi sinh vật từ môi trường bên ngoài như: nấm men, nấm mốc và cả các vi khuẩn gây bệnh (E.Coli, Salmonella, Staphylococcus…) trong quá trình sản xuất, vận chuyển và tiêu thụ…

Theo xu hướng trên thế giới hiện nay, việc sử dụng các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên để thay thế một phần hoặc hoàn toàn các chất tổng hợp hoá học Với đặc tính kháng khuẩn và chống oxy hóa của chúng, khi được bổ sung vào thực phẩm sẽ vừa đảm bảo sức khỏe người tiêu dùng, vừa tránh tính thích nghi của vi sinh vật gây bệnh, lại có thể nâng cao chất lượng cảm quan và dinh dưỡng cho thực phẩm nên đây là xu hướng được ưa chuộng trong sản xuất thực phẩm hiện nay

Từ những phân tích trên, với mục tiêu nghiên cứu dạng sử dụng các dạng bổ sung gia vị truyền thống có hoạt tính kháng khuẩn nhằm nâng cao chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm nem chua Bình Định, tôi tiến hành thực hiện đề án “Nghiên cứu ứng dụng gia vị truyền thống trong chế biến, bảo quản nem chua Bình Định” từ đó góp phần nâng cao giá trị kinh tế của sản phẩm, quảng bá hình ảnh của địa phương

2 Mục tiêu đề án

Ứng dụng dạng gia vị truyền thống phù hợp trong chế biến, bảo quản nem chua Bình Định nhằm thay thế các chất bảo quản có nguồn gốc tổng hợp theo phương pháp hóa học với mục tiêu nâng cao chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản nem chua Bình Định

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: tỏi, ớt, tiêu được sử dụng trong sản xuất nem chua theo phương pháp truyền thống của các hộ dân trên địa bàn tỉnh Bình Định

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm 4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp phân tích hóa sinh

- Phương pháp phân tích chỉ tiêu vi sinh vật - Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan - Phương pháp bố trí thí nghiệm

- Phương pháp xác định hàm lượng tro

- Phương pháp đánh giá khả năng kháng khuẩn của hợp chất tự nhiên - Phương pháp xử lý số liệu

5 Cấu trúc đề án

Đề án được kết cấu gồm các phần: Mở đầu

Chương 1 Tổng quan Chương 2 Thực nghiệm

Chương 3 Kết quả và thảo luận Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nem chua

1.1.1 Giới thiệu nem chua

Nem chua là một sản phẩm lên men truyền thống của Việt Nam Đây là sản phẩm lên men từ thịt tươi, quá trình lên men trong nem chua là quá tình lên men lactic với cơ chất là đường có từ nguyên liệu sản xuất và được thêm vào khi chế biến Acid lactic sinh ra trong quá trình lên men làm pH môi trường giảm và do đó làm cho protein của thịt động tụ, tạo cấu trúc, mùi vị đặc trưng cho nem chua

Ngày nay, trên các vùng miền trên cả nước, nem vẫn chủ yếu được sản xuất theo phương pháp thủ công, dựa vào kinh nghiệm là chính Nem là sản phẩm được sản xuất từ nguyên liệu chính là thịt lợn, bì lợn cùng với các nguyên liệu phụ như: muối, đường, bột ngọt dựa trên việc lợi dụng chủng vi khuẩn lactic có sẵn trên vật liệu dùng làm bao bì như: lá ổi (Bình Định), lá đinh lăng (Thanh Hóa), lá chùm ruột (Khánh Hòa) và có thể bổ sung thêm thành phần thính gạo để ủ chín tạo nên hương có vị chua đặc trưng cho sản phẩm Nem chua mỗi vùng miền đều có đặc điểm riêng và chính điều này tạo nên hương vị riêng cho sản phẩm

Nem chua là sản phẩm thường có mặt vào những dịp lễ, tết quan trọng như: tết nguyên đán, đám cưới, tiệc, liên hoan Ngày nay, ở một số khu vực còn chế biến nem chua thành nem chua rán, nướng… Nem chua có nhiều hình dạng khác nhau, có thể được gói thành những gói nhỏ (nem chua quả) (hình 1.1) hoặc đòn lớn 0,5 kg hay 1 kg (hình 1.2)

Nem chua được sản xuất chủ yếu là từ thịt lợn nạc, tuy nhiên trong những năm gần đây nem chua còn được sản xuất từ thịt bò Về cảm quan bên ngoài nem chua thịt lợn (hình 1.3) tương tự như nem chua từ thịt bò (hình 1.4) nhưng thông thường nem từ thịt bò cho đặc tính cảm quan tốt hơn

Hình 1.1 Nem chua quả (gói nhỏ) [1] Hình 1.2 Nem chua đòn lớn [1]

1.1.2 Giới thiệu về nem chua Bình Định 1.1.2.1 Quy trình sản xuất

Hiện nay trên địa bàn tỉnh Bình Định có rất nhiều hộ và cơ sở sản xuất nem chua Mỗi hộ/cơ sở có những bí quyết và đặc trưng tạo nên sản phẩm có nét đặc trưng riêng Theo tài liệu tổng hợp về nem chua Bình Định, quy trình sản xuất có thể được mô tả các bước chính theo quy trình như sau:

Hình 1.5 Sơ đồ quy trình sản xuất nem chua Bình Định

Hình 1.3 Nem chua từ thịt lợn [1] Hình 1.4 Nem chua từ thịt bò [1]

Có rất nhiều loại nguyên liệu được dùng trong sản xuất nem chua Bình Định Tỷ lệ phối trộn các loại nguyên liệu và gia vị có thể được mô tả qua bảng 1.1

Bảng 1.1 Tỷ lệ các nguyên liệu trong sản xuất nem chua Bình Định [1]

Nguyên liệu Hàm lượng (%) Nguyên liệu Hàm lượng (%)

* Thuyết minh về quy trình sản xuất nem chua

Quy trình sản xuất nem chua được tiến hành theo các bước sau

Bước 1: Công đoạn chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, bao bì sản xuất nem chua Các thiết bị dùng trong sản xuất nem chua và vệ sinh thiết bị trước khi dùng Máy xay thịt

- Dùng để xay thịt cùng nguyên liệu phụ làm nem chua

- Máy xay gồm 2 dạng: máy xay thịt dao ngang hoặc máy xay thịt dao đứng - Nếu máy xay thịt không có bộ phận chứa đá làm mát thì nên làm lạnh thịt trước khi xay

- Hướng dẫn vận hành máy xay thịt:

+ Kiểm tra, vệ sinh thiết bị sạch sẽ trước khi dùng + Lắp các lưỡi dao vào đúng yêu cầu kỹ thuật + Phải chạy thử máy trước khi cho nguyên liệu vào + Sử dụng xong phải tháo các lưỡi dao ra để dễ vệ sinh + Vệ sinh máy sạch sẽ sau khi dùng

- Nem chua là một sản phẩm không có công đoạn gia nhiệt để làm chín, các thiết bị cần được vệ sinh sạch sẽ, nếu không nó sẽ là nguồn gây nhiễm bẩn cho nem chua

- Các thiết bị tiếp xúc trực tiếp với nguyên liệu được vệ sinh: + Rửa thiết bị bằng xà phòng

+ Rửa lại bằng nước 3-4 lần cho sạch xà phòng Yêu cầu phải rửa kỹ bằng nước cho thật sạch xà phòng

+ Sát khuẩn bằng nước đun sôi

+ Để khô tự nhiên hoặc lau khô trước khi sử dụng * Chú ý:

- Thực phẩm bị nhiễm bẩn bởi những chất bẩn trong thiết bị

- Các khúc nối, chỗ lõm hoặc góc cạnh của thiết bị không được vệ sinh sạch sẽ - Nước vệ sinh không thoát hết ra ngoài, đọng lại bên trong máy và vi khuẩn phát triển ở đó

- Các vật bẩn, côn trùng bên ngoài rơi vào nguyên liệu sạch trong thiết bị Tủ lạnh hoặc tủ mát

- Dùng để bảo quản thịt chờ làm nem chua hoặc bảo quản nem chua thành phẩm

- Dùng để làm lạnh thịt trước khi xay để tăng độ dai cho sản phẩm Bao bì sản xuất nem chua

Lá chuối: Dùng để bao gói nem chua trước khi lên men tạo điều kiện lên men yếm khí Tiêu chuẩn để lựa chọn lá chuối dựa vào các yếu tố:

- Chọn lá chuối tươi mới, không quá già cũng không quá non

- Chọn lá chuối từ cây chuối chát, không chọn lá chuối từ những cây chuối khác vì có thể làm đắng nem chua và màu nem chua không đẹp

- Chuẩn bị lá chuối gói nem chua: Lá chuối sau khi thu mua được phân loại và ngâm trong nước muối thời gian khoảng 10 - 15 phút, sau đó rửa lại bằng nước sạch Khi rửa dùng khăn chà sát nhẹ lên bề mặt lá chuối cho sạch tạp chất và tiến hành phơi ngoài ánh sáng nhẹ giúp cho lá chuối được mềm, dẻo để khi gói thì không bị nứt, gãy

Dây cột: Dùng dây cột bằng dây thung su vì chắc và rẻ tiền

Bước 2: Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu phụ sản xuất nem chua Đường

- Lượng sử dụng 0,5 - 5% so với khối lượng thịt - 1 kg thịt sử dụng khoảng 50 g đường

- Bảo quản: đựng trong lọ kín, bao bì kín, để nơi khô ráo, tránh ẩm ướt

- Bảo quản: đựng trong lọ kín, bao bì kín, để nơi khô ráo, tránh ẩm ướt Tỏi

- 1 kg thịt sử dụng khoảng 10 g tỏi

- Bảo quản: đựng trong rổ thoáng khí, để nơi khô ráo, tránh ẩm ướt

- Tỏi sau khi đã chuẩn bị thì tiến hành lột sạch vỏ, rửa sạch, để ráo và cắt lát hoặc băm nhỏ

Tiêu

- Có thể sử dụng tiêu đen hoặc tiêu trắng để sản xuất nem chua

- Bảo quản: đựng trong lọ kín, bao bì kín, để nơi khô ráo, tránh ẩm ướt

- Tiêu sau khi đã làm sạch đất, đá, hạt lép lẫn trong tiêu thì tiến hành làm nhỏ tiêu bằng các dụng cụ cối, chày hoặc máy xay tiêu

Bước 3: Công đoạn chuẩn bị bì làm nem chua

- Lựa chọn: Da heo sau khi mua về cạo lông sạch đảm bảo bì sạch và không bị rách Đặc biệt không làm nem bằng da của phần bụng heo

- Bảo quản: bì sau khi mua về nếu không sử dụng liền được rửa sạch, để ráo và bảo quản trong tủ lạnh hoặc ngăn đông Có thể luộc chín, để ráo rồi bảo quản trong tủ lạnh thời gian bảo quản sẽ kéo dài hơn

- Rửa sạch: dùng nước rửa sạch hoặc với muối, nếu rửa nước muối cần rửa lại nước lạnh

- Luộc chín bì: bì sau khi đã được làm sạch thì tiến hành luộc trong nước sôi trong khoảng thời gian 5 – 10 phút, khi bì vừa chín tới (chuyển từ màu đục sang trong) thì vớt ra bỏ ngay vào trong nước đá trong thời gian từ 1 – 2 giờ, sau đó ta đem ra hong khô và làm sạch lại lần cuối trước khi thái bì thành sợi (dày khoảng 1mm, dài khoảng 4 -5 cm)

Bước 4: Giai đoạn chuẩn bị thịt làm nem chua

- Lựa chọn: Dùng thịt nạc đùi, sử dụng thịt nóng mới giết mổ

- Bảo quản: Nếu chưa sản xuất ngay nên bảo quản lạnh thịt ở nhiệt độ bảo quản lạnh thịt thường dùng là 0 – 4 oC, sử dụng ngăn mát của tủ lạnh hoặc tủ mát, chỉ nên bảo quản ngắn khoảng vài giờ đến 1 ngày, nếu lâu sẽ làm nem kém dẻo, dai

- Rửa thịt nạc: Rửa bằng nước sạch cho đến sạch hết các tạp chất, trong khi rửa nhặt lông sót, máu bầm còn bám vào thịt Thấm khô thịt nạc: Dùng khăn sạch, khô thấm khô nước trên bề mặt thịt Lưu ý: khăn thấm thịt phải thật sạch sẽ, khô nếu không nó là nguồn gây nhiễm bẩn cho thịt

- Lọc gân, màng trên thịt nạc: Lọc gân, màng còn sót lại trên thịt nạc thật kỹ - Cắt miếng thịt nạc: Thịt nạc và mỡ được cắt miếng khoảng 3 x 5 cm

- Làm lạnh thịt nạc: Để nem thành phẩm dòn, dai hơn và tạo được độ kết dính tốt thì thịt sau khi đã cắt miếng thì ta cho vào khay inox (mục đích giúp truyền nhiệt tốt), sau đó phủ trên bề mặt khay một lớp nhựa PE (giúp thịt tránh mất nước) và đặt vào ngăn mát hoặc ngăn đông của tủ lạnh, trong quá trình làm lạnh thịt thì nếu ta thấy nhiệt độ thịt đạt < 10 oC là đạt yêu cầu có thể xay thịt

- Xay thịt: Thịt sau khi đã được làm lạnh thì ta cho vào máy xay thịt đã được chuẩn bị sẵn (nên cho một lượng thịt vừa phải để tránh tình trạng máy bị nghẽn), đồng thời cho các nguyên liệu phụ đã được chuẩn bị sẵn (đường, muối ăn, bột ngọt, nước mắm kho) tiến hành xay nhuyễn và đựng vào trong khay; khi thịt tạo thành khối đồng nhất, nhuyễn dẻo thì dừng máy, dùng dụng cụ bằng cao su để vét hết nguyên liệu trong máy

Bước 5: Công đoạn chuẩn bị phối trộn, bao gói nem chua Phối trộn nguyên liệu làm nem chua bằng tay

- Chuẩn bị dụng cụ phối trộn: Dụng cụ để phối trộn là thau, thau phải được vệ sinh sạch sẽ, thau phải khô nước để khỏi ảnh hưởng đến chất lượng nem chua

- Tiến hành phối trộn: Cho các nguyên liệu cần phối trộn vào thau như thịt vừa xay nhuyễn ở trên cùng với ớt, tỏi (cắt lát), tiêu cùng với bì và sau đó dùng tay đảo đề khối nguyên liệu cho đến khi đạt trạng thái đồng nhất, dẻo thì dừng

Lưu ý: Sử dụng găng tay để phối trộn tránh nhiễm bẩn vào sản phẩm Bao gói nem chua

- Định lượng viên nem: Có thể định lượng cảm quan bằng cách múc thịt vào bàn tay và sau đó vo tròn thành từng viên như quả cau

- Vo tròn từng viên: Dùng tay vo tròn viên nem thành hình dạng theo hình dạng gói nem - Gói nem chua: Cho viên nem vào lá ổi đã chuẩn bị sẵn để gói, sau đó bọc lại bởi bao nhựa PE, công đoạn cuối cùng là dùng lá chuối để gói bằng 3 lớp: lá bắt, lá độn và lá lưng; phần lá mềm mại, to đẹp được dùng để bọc nem gọi là lá bắt (lớp lá bắt tiếp xúc với bề mặt nem phải rất sạch sẽ và đặt phần lưng lá tiếp xúc với nem); tiếp theo, cuốn lớp lá độn ở giữa (lớp lá này rất dày để đảm bảo độ yếm khí) Ngoài cùng được bao bởi một lớp lưng cho nem vừa để đảm bảo độ kín

- Yêu cầu: gói kín và gói chặt tay, đồng thời buộc bên ngoài viên nem bằng dây su nhỏ hoặc dây nylon

Bước 6: Lên men và kiểm tra chất lượng nem chua thành phẩm

Yêu cầu khu vực lên men nem chua: Khu vực lên men phải khô ráo, thoáng mát, dụng cụ để lên men phải khô, tránh ẩm ướt, tránh ánh sáng trực tiếp từ mặt trời chiếu vào nem chua vì ánh sáng có thể làm biến đổi màu sắc, mùi vị sản phẩm

Làm sạch khu vực lên men nem chua: dùng khăn nhúng nước xà phòng lau sạch, lau lại bằng nước sạch 2 - 3 lần, sau đó để khô nước

Theo dõi lên men nem chua: Để lên men tự nhiên thì thời gian lên men ở nhiệt độ thường là 2 - 3 ngày là có thể sử dụng được Khi mở nem chua ra, nem chua có màu đỏ đẹp, vị chua, mùi thơm của acid, không còn mùi thịt sống nữa là nem đã chín có thể dùng được

Bảo quản lạnh: Nem chua sau khi lên men đạt yêu cầu cần bảo quản lạnh trong tủ lạnh hoặc tủ mát ở nhiệt độ 0 – 5 oC

Kiểm tra chất lượng nem chua thành phẩm

- Kiểm tra bề mặt cắt của nem chua: Mặt cắt nem chua đồng nhất; nem chua có màu hồng đỏ, đồng nhất một màu, không xuất hiện gân, màng của thịt, các sợi bì có màu trắng trong, không bị sẫm màu

- Kiểm tra mùi, vị nem chua: Nem chua có mùi thơm của tỏi, tiêu, mùi chua của acid do quá trình lên men hòa lẫn vào nhau, vị mặn, ngọt, chua, cay hài hòa, không có mùi lạ, mùi thiu, mốc

- Kiểm tra trạng thái, cấu trúc nem chua: Dùng tay bẻ lát nem chua thấy dai, khó bể, vỡ, ăn nem chua có cảm giác dòn, các sợi bì không quá dai, nhưng cũng không mềm, nem chua không bị bở, nhớt

1.1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nem chua

Nhiệt độ: Mỗi loại vi sinh vật đòi hỏi có nhiệt độ thích hợp khác nhau cho sự phát triển, do vậy đây là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình lên men Nhiệt độ thích hợp nhất cho sự lên men lactic 30– 35 oC Đây là khoảng nhiệt độ tối thích cho quá trình lên men lactic tạo nên vị chua đặc trưng của sản phẩm [2-4]

Độ ẩm: Bên cạnh yếu tố nhiệt độ, độ ẩm (hoạt độ nước) ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn lactic Nếu độ ẩm cao sẽ ức chế sự phát triển của vi khuẩn lactic và sẽ tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển (nấm mốc phát triển ở độ ẩm 65 - 100%), độ ẩm quá thấp thì ảnh hưởng đến sự chuyển hóa các chất của vi khuẩn lactic và ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm [2-4]

pH: Mỗi loài vi khuẩn chỉ phát triển ở một khoảng pH xác định và chúng có một giá trị pH tối thích cho sự phát triển của chúng Việc điều chỉnh và kiểm soát giá trị pH trong suốt quá trình lên men là cần thiết để đảm bảo quá trình lên men diễn ra bình thường, đồng thời tránh xảy ra hiện tượng nuôi ngược [2-4]

Hàm lượng đường: Quá trình lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành acid lactic dưới tác dụng của vi khuẩn lactic Trong quá trình lên men nếu nồng độ đường quá cao sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu, làm mất cân bằng trạng thái sinh lý, tuy nhiên nếu hàm lượng đường thấp sẽ không đảm bảo cho quá trình lên men diễn ra Những nghiên cứu từ một số tác giả cho thấy hàm lượng đường cần thiết cho lên men lactic là 16 - 18% [2-4]

Hàm lượng muối: Muối là loại gia vị được dùng tạo nên tính chất cảm quan của sản phẩm nem chua Tuy nhiên bởi vì đặc tính bán thấm của tế bào vi khuẩn nên khi nồng độ muối trong dung dịch lên men cao (NaCl > 6,5%) sẽ ức chế sự phát phát triển

của vi sinh vật trong đó có vi khuẩn lactic [2-4] và do đó sẽ ảnh hưởng đến quá trình lên men

1.1.2.3 Một số hiện tượng hư hỏng xảy ra đối với nem chua

Nem chua là do acid lactic được tạo thành trong quá trình lên men, lúc đó pH cuả thịt xuống thấp (khoảng 4,5) làm nem có vị chua, đồng thời protein của thịt bị đông tụ làm nem trở nên cứng chắc Mặc dù ở môi trường acid, các loại vi khuẩn gây thối rữa thịt không hoạt động đuợc, nên miếng nem không bị hư thối trong quá trình bảo quản, nhưng ở pH 4,5 không ức chế đuợc nấm mốc phát triển (nấm mốc chỉ bị ức chế hoàn toàn khi pH < 2), do đó cần có biện pháp phòng chống nấm mốc, nếu muốn nem chua bảo quản đuợc lâu

Nem ở pH 4,5 các loại vi khuẩn gây thối rữa, vi khuẩn gây bệnh, các ký sinh trùng nhu giun sán, heo (bò) bị ức chế, không hoạt động đuợc, nhưng không chết Khi ta ăn nem nếu có vi khuẩn, ký sinh trùng, chúng theo nem vào cơ thể Gặp điều kiện thuận lợi, chúng sẽ sinh sôi, nảy nở và gây nguy hiểm cho sức khỏe Do đó, tốt nhất nên nuớng hoặc chiên nem chua truớc khi ăn

Trong quá trình chế biến và bảo quản nem, vi sinh vật có thể tấn công sẽ làm cho nem bị chảy nước, màu sắc lạ Nếu bị nhiễm nấm mốc thì nem có mùi vị lạ và bị chảy nhớt Sản phẩm nem được sản xuất theo phương pháp truyền thống trên địa bản tỉnh Bình Định khi đã “chín” thì có thể giữ được trong khoảng thời gian 2-3 ngày trong điều kiện môi trường mùa hè hoặc giữ được 5-6 ngày vào mùa đông Hàm lượng các chất dinh dưỡng và khả năng hấp thu của nem chua được đánh giá cao hơn hẳn so với khả năng hấp thụ của các nguyên liệu thô ban đầu Dưới tác dụng của enzyme của vi sinh vật có sẵn trong nem sẽ xúc tác quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ phức tạp ban đầu thành các sản phẩm trung gian hoặc các sản phẩm thủy phân như acid amine, acid hữu cơ và các este tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm Đây chính là lý do mà hiện nay mức tiêu thụ của nem chua ở các khu vực ngày càng tăng cao

1.2 Giới thiệu các loại gia vị truyền thống dùng trong sản xuất nem chua Bình Định 1.2.1 Tỏi

Trong quá trình chế biến và sản xuất thực phẩm, tỏi là một trong những gia vị không thể thiếu Tỏi là loại gia vị có vị cay, tính ôn dùng để khử mùi hay tạo mùi cho nguyên liệu, dùng để tẩm ướp… Ngoài làm gia vị, các thành phần khác trong tỏi còn có tác dụng kháng sinh mạnh Ngoài tinh dầu và một ít iode (tính cho: 100 kg tỏi thì chứa khoảng 60 – 200g tinh dầu) Trong thành phần của tỏi chứa chủ yếu là chất kháng sinh alicin C6H10OS2 (một hợp chất sulfur có tác dụng diệt khuẩn rất mạnh đối với vi sinh vật như: Staphylococcus, Salmonella, Shigella…) [5]

Một số chế phẩm được sản xuất từ tỏi ứng dụng trong đời sống:

Chế phẩm EM tỏi (Effective Microorganisms) là một loại chế phẩm sinh học được sản xuất từ chế phẩm EM, kết hợp với nguyên liệu chính từ tỏi; được sử dụng hiệu quả trong chăn nuôi gia súc, gia cầm, tôm, cá, ếch… Khi sử dụng chế phẩm EM tỏi trong chăn nuôi sẽ giúp vật nuôi được tăng cường sức đề kháng, chống chịu được bệnh dịch tốt hơn đồng thời sinh trưởng và phát triển khỏe mạnh, tiết kiệm chi phí chăn nuôi [6]

Chế phẩm rượu tỏi được biết đến như một phương thuốc điều trị các bệnh tiêu hóa, xương khớp, huyết áp và mang lại hiệu quả rất tốt Lý giải cho điều này bởi trong thành phần của rượu tỏi có chứa nhiều hoạt chất như: ajoene, allicin, vitamin, diallyl sulfide, enzyme và khoáng chất Nhờ những thành phần đặc biệt này, mà tỏi có những tác dụng như: Giúp ngăn ngừa đông máu; Tăng cường lưu thông máu; kháng virus, diệt khuẩn, kháng nấm; giúp làm giảm mỡ máu; tăng cường hệ thống miễn dịch của cơ thể và ngăn ngừa nguy cơ ung thư… [7]

Chế phẩm bột tỏi chiết xuất từ tỏi được người nuôi trồng thủy sản sử dụng thay thế phần lớn thuốc kháng sinh nâng cao chất lượng tôm và được xem như một loại “kháng sinh tự nhiên” nhờ hiệu quả cao trong việc phòng và chữa bệnh cho tôm cá [8] Tỏi không chỉ là một loại gia vị phổ biến mà còn được sử dụng như một chất kháng khuẩn từ thời xa xưa, về mặt khoa học thì tỏi còn chứa allicin Ngoài ra bột tỏi còn chứa hợp chất thiosulfinates và alkenyl polysulfides có tính kháng khuẩn tốt Vì thế việc ứng dụng các chế phẩm từ tỏi để kháng vi sinh vật, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm là một xu hướng ứng dụng trong thực phẩm hiện nay [9]

1.2.2 Ớt

Trong chế biến và sản xuất thực phẩm ở Việt Nam và các nước trong khu vực nhiệt đới, ớt là một loại gia vị thông dụng và được dùng rất phổ biến Thành phần chính của ớt tính cho 100 g ớt có khoảng 91% nước; 5,7% glucid; 1,3% protid; 250 mg vitamin C; 10mg caroten Lượng tinh dầu trong ớt chiếm tỷ lệ khá cao: 12% gồm casaicine, capsisina, casanthiac… Ngoài ra trong ớt còn có vitamin K, một số chất khoáng… Hợp chất ancaloid tạo nên mùi thơm, cũng là chất tạo nên vị cay Tinh dầu được tách chiết từ ớt cũng chứng minh khả năng chất kháng sinh thực vật (phitocide…) [5]

Ớt được coi như là một chất kháng khuẩn tự nhiên thân thiện với cơ thể Chứa hợp chất capsaicin (8-methyl-N-vanillyl-6-nonenamide) có tính kháng sinh cực kì tuyệt vời, Chúng khiến cho vi khuẩn khó xâm nhập và kiềm hãm sự phát triển của chúng trong thực phẩm làm cho quá trình bảo quản sản phẩm được kéo dài [10]

Một số chế phẩm được sản xuất từ ớt ứng dụng trong đời sống:

Chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học được sản xuất từ ớt rất an toàn cho sức khỏe con người và thân thiện với môi trường, có khả năng đuổi côn trùng, diệt nấm và vi khuẩn với năng suất cao mà không gây nhờn thuốc mà vẫn duy trì được năng suất và chất lượng nông sản [11]

Chế phẩm bột ớt được các nhà sản xuất thực phẩm ứng dụng trong mì ăn liền, cháo ăn liền, hạt nêm, snack, thực phẩm ăn liền, đồ hộp, thực phẩm đông lạnh, gia vị tẩm ướp Sử dụng bột ớt trong ngành chế biến thực phẩm sẽ tạo hương vị thơm ngon, kích thích vị giác, tạo màu sắc bắt mắt cho sản phẩm ứng dụng [12]

1.2.3 Tiêu

Trong quá trình chế biến và sản xuất thực phẩm thì tiêu là một loại gia vị thường được sử dụng để tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm với thành phần hóa học chính của tiêu có hoạt tính sinh học như tinh dầu, ankaloid (piperin và chavicine) Ngoài ra, trong thành phần của tiêu còn một số chất khác như cellulose và muối khoáng… Ngoài vai trò chính là tạo vị, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, tiêu còn có tác dụng ức chế sự phát triển của các chủng vi khuẩn gây hư hỏng, kích thích tiêu hoá… [13]

Tiêu được coi như là một chất kháng khuẩn tự nhiên thân thiện và rất tốt với cơ thể Chứa rất nhiều hợp chất hóa học nhưng trong đó hợp chất piperine (là thành phần quyết định tới độ cay của hạt tiêu) có tính kháng khuẩn, chống oxy hóa, chống viêm, chống ung thư, chống trầm cảm, giảm đau… rất hiệu quả, piperine còn làm cho vi khuẩn khó xâm nhập và kiềm hãm sự phát triển của chúng trong thực phẩm làm cho quá trình bảo quản sản phẩm được kéo dài [14]

Một số chế phẩm được sản xuất từ tiêu ứng dụng trong đời sống:

Nước hoa hương tiêu đen: Mang lại cảm giác kích thích, ấm áp, dễ chịu và vui vẻ, mang hương thơm đặc trưng của hạt tiêu đen [15]

Dầu nhựa tiêu oleorisin: là sản phẩm dạng nhựa đặc, có mùi vị đặc trưng của hạt tiêu, được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm và làm nguyên liệu sản xuất thuốc bảo vệ thực vật [15]

Tinh dầu tiêu đen: Được chiết xuất từ 100% hạt tiêu đen bằng phương pháp chưng cất hơi nước Đó là một hỗn hợp lỏng tự nhiên, trong suốt, có màu xanh vàng đến hơi xanh lá cây, có mùi cay, nồng ấm, có tác dụng giúp giữ ấm cơ thể, giảm sự lo lắng, điều trị cảm, giúp dễ tiêu hóa , giảm đau nhức cơ, tăng sức đề kháng và ngăn ngừa buồn nôn [15]

Hồ tiêu muối: Tiêu xanh ngâm nước muối, dấm, mắm được chế biến từ quả tiêu chưa già Sau khi hái, tách cẩn thận quả tiêu khỏi ghé, tránh làm vỡ, dập quả Các quả

tiêu (hạt tiêu xanh) này được ngâm trong dung dịch giấm và muối hoặc nước mắm ngon, có thể kết hợp với tỏi, ớt chỉ thiên hoặc ớt hiểm để giữ được màu xanh tự nhiên và thể chất giòn, xốp của hạt tiêu xanh [15]

1.3 Lên men lactic và ứng dụng lên men lactic từ thịt 1.3.1 Giới thiệu về lên men lactic

1.3.1.1 Đặc điểm nhóm vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic (lactic acid bacteria) là vi sinh vật thuộc họ Lactobacillaceae Đặc điểm chung của họ vi khuẩn này đều là vi khuẩn gram dương, không có dạng bào tử, không di động, hô hấp kỵ khí hoặc hiếu khí Chúng thu nhận năng lượng qua quá trình lên men carbohydrate và tạo acid lactic Vi khuẩn lactic thường được tìm thấy trong môi trường khác nhau như ruột, màng nhầy ở người và động vật, các loại thực phẩm trong quá trình lên men thực phẩm như sữa chua, nem chua, tôm chua Một số đặc điểm chính của vi khuẩn lactic:

- Vi khuẩn lactic có dạng hình cầu và hình que, trực khuẩn riêng rẽ hoặc kết thành từng chuỗi;

- Không chuyển động, không sinh bào tử, gram dương, hô hấp tùy tiện; - Có khả năng lên men được monosaccharide và disaccharide; - Khả năng lên men tạo thành acid rất khác nhau;

- Chịu được trạng thái khô hạn, bền vững với CO2 và cồn; - Kén chọn thành phần dinh dưỡng trong môi trường;

- Có khả năng tạo màng nhầy, đối kháng với thể hoại sinh… 1.3.1.2 Phân loại nhóm vi khuẩn lactic

Dựa vào khả năng lên men chia vi khuẩn lactic thành 2 nhóm:

- Vi khuẩn lên men lactic đồng hình: những vi khuẩn nhóm này có tiết ra 2 enzyme quan trọng của con đường EMB (Embden – Meyerhoff – Parnas) là aldolase và triosophophat-izomerase Vi khuẩn nhóm này chuyển hóa đường thành acid lactic đi theo con đường lên men rượu đến giai đoạn tạo thành acid piruvic thì acid này được khử bằng 2 nguyên tử H2 nhờ enzyme lactico-dehydrogenaza để trở thành acid lactic Phản ứng của lên men lactic đồng hình diễn ra như sau:

C6H12O6 →CH3COCOOH + 2H→ CH3CHOHCOOH + Q

- Vi khuẩn lên men lactic dị hình: những vi khuẩn nhóm này không có khả năng sinh ra 2 enzyme aldolase và triosophophatizomerase Quá trình lên men lactic dị hình

là quá trình lên men kỵ khí phức tạp hơn nhiều so với lên men lactic đồng hình Sản phẩm của quá trình lên men ngoài các lactic acid còn có các sản phẩm phụ như: ethanol, ether, acetic acid, CO2 Phản ứng của lên men lactic dị hình diễn ra như sau:

C6H12O6 → CH3CHOHCOOH + CH3CH2OH + HOOC(CH2)COOH + CH3COOH + CO2 + H2

1.3.2 Cơ chế của quá trình lên men lactic

Lên men lactic là một quá trình trao đổi năng lượng, các phân tử Adenosine triphosphate (ATP) được hình thành trong quá trình chuyển hóa cơ chất (lactose) sẽ được vi khuẩn giữ lại trong tế bào để phục vụ cho hoạt động trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật Ngược lại, các sản phẩm như acid lactic, ethanol và CO2, sẽ được vi khuẩn “thải” vào môi trường lên men Kết quả là hàm lượng acid lactic tích lũy trong môi trường lên men ngày càng tăng làm giảm pH môi trường và kéo theo những biến đổi hóa lý khác

Lên men lactic là quá trình chuyển hóa yếm khí carbohydrate thành acid lactic nhờ hoạt động sống của vi sinh vật, điển hình là vi khuẩn lactic Có hai kiểu lên men lactic chính là lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình:

+ Lên men lactic đồng hình: là quá trình lên men do vi khuẩn lactic đồng hình Chúng có khả năng phân hủy đường theo con đường đơn giản tạo nên acid lactic Lượng acid lactic hình thành chiếm 90 - 98% trong sản phẩm Đối với nhóm vi khuẩn lactic đồng hình như: Lactococcus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus lactis thermophilus, Streptococcus, Lactobacillus bulgaricus…, chu trình đường phân là con đường chính chuyển hóa glucose thành acid lactic, tạo thành acid pyruvic rồi acid lactic trong quá trình lên men đồng hình

+ Lên men lactic dị hình: là quá trình lên men do các vi khuẩn lactic dị hình, phân hủy đường thành acid lactic Ngoài acid lactic tạo thành còn có hàng loạt sản phẩm khác nhau chiếm tỷ lệ khá cao như: acid acetic, ethanol, glycerine, CO2, H2O, một số chất thơm như diacetyl, esther… Các vi khuẩn lactic dị hình chúng không có một số enzyme của chu trình đường phân Chúng chuyển hóa glucose giai đoạn đầu theo chu trình pentose-phosphate và tạo ra sản phẩm trung gian là xylulose-5-phosphate Chất này sẽ được chuyển hóa tiếp thành glyceraldehyde-3-phosphate Sau đó, tiếp tục đi theo giai đoạn cuối của chu trình đường phân

Lên men lactic đóng vai trò quan trọng trong hình thành mùi, vị đặc trưng cho những sản phẩm lên men, đáng chú ý nhất là diacetyl và acetaldehyde…

1.3.3 Ứng dụng lên men lactic

Acid lactic là một hợp chất hóa học đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với sức khỏe con người vì nó giữ vai trò bảo vệ trạng thái cân bằng của vi sinh vật trong đường ruột Ngoài ra, các vi khuẩn có lợi này còn giúp tăng cường sức khỏe đường ruột, cải thiện sức đề kháng, kéo dài tuổi thọ Quá trình lên men lactic được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm Dùng sản xuất một số thực phẩm lên men: yogurt, phomat, bánh mì đen, lactic acid, muối chua rau quả, các sản phẩm mỹ phẩm và thực phẩm chức năng… Vi khuẩn lactic tham gia vào toàn bộ các quá trình lên men của sản phẩm theo nhiều mức độ khác nhau, ảnh hưởng tích cực hoặc tiêu cực đến thành phẩm cuối cùng Khi làm tương đậu và sốt đậu mà diễn ra tình trạng hóa chua là dấu hiệu của việc lên men hỏng, vì thế nên tránh tình trạng này, lý do lên men hỏng là do nhiễm nấm men không mong muốn Trong trường hợp lên men cồn ngũ cốc truyền thống, vi khuẩn lactic trong giai đoạn lên men ban đầu cung cấp một môi trường thuận lợi cho việc lên men ở giai đoạn sau trong khi giải phóng cồn, theo đó đóng góp vào hương và vị đặc trưng của đồ uống đó Khi lên men nguyên liệu sống có nguồn gốc rau củ, vi khuẩn lactic đóng vai trò chính và sản lượng acid tối ưu thay đổi theo loại sản phẩm Các ưu điểm của việc lên men thực phẩm có tính acid là:

+ Duy trì thực phẩm chống lại được hư hỏng do vi sinh vật gây ra đồng thời chống lại sự phát triển của những độc tố thực phẩm;

+ Ức chế khả năng truyền đi các vi sinh vật gây bệnh của thực phẩm;

+ Có thể giúp bảo quản được thực phẩm giữa thời gian thu hoạch và thời gian tiêu thụ;

+ Thay đổi hương vị của các thành phần ban đầu và thường cải thiện giá trị dinh dưỡng

Vi khuẩn lactic giữ nhiều vai trò quan trọng trong những thực phẩm lên men của châu Á, đặc biệt là trong những sản phẩm rau củ lên men không có nguồn gốc từ sữa Chúng còn được dùng để bảo quản những nguyên vật liệu thực phẩm ăn được thông qua quá trình lên men các nguyên liệu sống như là bia/rượu gạo, bánh gạo và cá bằng cách giải phóng các acid hữu cơ để kiểm soát các vi sinh vật gây thối rữa và tạo mầm bệnh

Thịt là một trong những thực phẩm có môi trường dinh dưỡng cao, rất thích hợp cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển Quá trình lên men là một chuỗi chuyển hóa gồm nhiều giai đoạn, các chất được chuyển hóa bởi vi sinh vật cho đến khi sản phẩm chúng tạo ra sẽ xảy ra hiện tượng nuôi ngược và có khả năng ức chế sự phát triển của chính chúng

Bản chất quá trình lên men lactic từ thịt là sự tạo thành acid lactic nhờ vi khuẩn Lactobacillus và Micrococcus Quá trình lên men càng lâu, sản phẩm càng chua Hệ vi sinh vật sẵn có trong thịt và môi trường được bổ sung từ bên ngoài vào, với sự có mặt của muối, các tác nhân bảo quản và gia vị Vì thế, tùy theo kỹ thuật và thời gian lên men khác nhau mà sản phẩm tạo ra có chất lượng khác nhau

1.3.4 Những biến đổi và sự chuyển hóa xảy ra trong quá trình lên men lactic - 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 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 Lúc này, các vi khuẩn bị ức chế, chỉ có nấm men và 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 [16]

1.3.5 Thực trạng vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) của sản phẩm lên men Theo thống kê của Bộ Y tế, chỉ trong 4 tháng đầu năm 2023, cả nước đã xảy ra 25 vụ ngộ độc thực phẩm với tổng cộng 344 người bị ngộ độc, trong đó có 8 trường hợp tử vong An toàn vệ sinh thực phẩm có tầm quan trọng đặc biệt trong đời sống xã hội, không những ảnh hưởng trực tiếp, thường xuyên đến sức khỏe con người, đến sự phát triển của giống nòi, thậm chí tính mạng người sử dụng, mà còn ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế, văn hóa, du lịch và an ninh, an toàn xã hội Tuy nhiên, hiện nay thực trạng vệ sinh an toàn thực phẩm ở Việt Nam đang là vấn đề hết sức báo động Trong thời gian vừa qua, liên tiếp nhiều vụ ngộ độc thực phẩm đã xảy ra ở một số địa phương trên cả nước khiến dư luận lo lắng, gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe của cộng đồng An toàn vệ sinh thực phẩm thực ra không phải là vấn đề mới nhưng vẫn luôn là câu chuyện nhức nhối và diễn biến phức tạp [17]

Tình trạng ngộ độc thực phẩm và nhiễm độc thực phẩm đang ngày càng gia tăng về số lượng và mức độ nghiêm trọng, thậm chí đã có nhiều trường hợp tử vong vì sử dụng thực phẩm không bảo đảm an toàn Mới đây nhất, ngày 25/5, một vụ ngộ độc tập thể đã xảy ra tại một công ty ở Thái Bình sau khi người lao động ăn trưa tại đơn vị khiến cho 46 công nhận bị ngộ độc thực phẩm, trong đó có 17 trường hợp phải điều trị tại các bệnh viện ở địa phương Một vụ việc khác xảy ra hôm 9/5 khi gần 300 học sinh thuộc một trường mầm non ở Đô Lương (Nghệ An), ăn bữa trưa tại trường Đến tối cùng ngày, 76 cháu xuất hiện triệu chứng đau bụng, nôn mửa, trong đó 55 cháu đã được đưa vào bệnh viện cấp cứu [17]

Theo xu hướng trên thế giới hiện nay sử dụng các chất phụ gia có nguồn gốc tự nhiên để thay thế một phần hoặc hoàn toàn các chất tổng hợp hoá học Chất phụ gia có nguồn gốc tự nhiên với đặc tính kháng khuẩn và chống oxy hóa vừa đảm bảo sức khỏe người tiêu dùng, vừa tránh tính thích nghi của vi sinh vật gây bệnh, lại có thể nâng cao chất lượng cảm quan và dinh dưỡng cho thực phẩm nên là xu hướng được ưa chuộng hiện nay

Chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm các sản phẩm thịt lên men còn đang là vấn đề gây nhiều tranh cãi Do đó cần tăng cường quản lý giám sát việc sản xuất tiêu thụ các sản phẩm thịt lên men trên thị trường nhằm đảm bảo chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm, đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng, nghiên cứu các quy trình sản xuất một số sản phẩm thịt lên men truyền thống ở quy mô công nghiệp nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng cũng như chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm

Sản phẩm nem chua trên thị trường, ở điều kiện nhiệt độ thường (khoảng 30 °C) có thời gian sử dụng ngắn Nếu muốn bảo quản lâu hơn thì phải bảo quản lạnh nhưng chất lượng nem chua giảm

Nhiều cơ sở sản xuất nem chua hiện nay trong quá trình chế biến đưa sản phẩm ra thị trường không đảm bảo vệ sinh Quá trình sản xuất nem chua không đúng cách và không giữ vệ sinh từ các khâu đầu cho đến khâu cuối thì sản phẩm sẽ bị hỏng và chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh vượt quá mức cho phép

Đến nay nem chưa có tiêu chuẩn nhất định nào để quản lý VSATTP Các cơ sở nem chua hiện nay gần như kế thừa từ những kinh nghiệm và bí quyết cổ truyền của từng hộ gia đình, từng cơ sở Việc sản phẩm không sản xuất với quy mô lớn, nên hạn chế mức độ kiểm soát vệ sinh và chất lượng của sản phẩm [18]

1.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Vi khuẩn lactic là một trong số những vi khuẩn có lợi, đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình lên men lactic tạo ra acid lactic và trong môi trường lên men đó, nồng độ vi khuẩn lactic tăng lên đến 3% có khả năng ức chế hầu hết các loại vi khuẩn khác, kể cả vi khuẩn E coli Lợi dụng đặc tính này con người đã tạo ra nhiều sản phẩm thực phẩm truyền thống khác nhau dùng trong đời sống hằng ngày từ một số nguyên liệu nông nghiệp như sữa chua, bơ, phomai, nem chua, rau quả muối chua [19]

Vi khuẩn lactic được sử dụng phổ biến để lên men các loại thực phẩm là do chúng có khả năng chuyển hoá hydrat carbon thành acid hữu cơ, nhờ thế làm thay đổi tính chất cảm quan và cấu trúc của sản phẩm Hơn nữa, chúng còn sinh ra các chất đối kháng có khả năng ức chế các loại vi sinh vật gây thối hỏng và mang mầm bệnh thực phẩm Hệ vi khuẩn lactic trong các sản phẩm lên men truyền thống ở Việt Nam có vai trò quan trọng trong chế biến và bảo quản thực phẩm Trong nghiên cứu của tác giả Hồ Thị Ngọc Trâm và các cộng sự, kết quả cho thấy từ 102 khuẩn lạc vi khuẩn phân lập từ nem chua và kim chi đã tuyển chọn được 31 chủng vi khuẩn lactic Các chủng vi khuẩn lactic có khuẩn lạc hình tròn, màu trắng, mô, tế bào hình cầu hoặc hình que ngắn, kết đôi hoặc chuỗi, không di động, Gram dương, oxidase và catalase âm tính Trong số đó có 3 chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp GABA và được định danh bằng phương pháp PCR và giải trình tự 16S rDNA là Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum và Lactobacillus pentocus với độ tương đồng ở mức 99 - 100% Hàm lượng GABA sinh tổng họp từ Lactobacillus brevis đạt 1261,15 mg/L, Lactobacillus plantarum đạt 959,23 mg/L và Lactobacillus pentocus đạt 506,29 mg/L [20]

Lại Quốc Phong và các cộng sự sử dụng ma trận Doehlert đã lựa chọn được các điều kiện tối ưu cho sự phát triển và khả năng lên men Entecocin Tn143 của chủng Enterococcus sp Tn143 Để thu được hàm lượng sinh khối cực đại thì nên chọn hàm lượng đường glucoza trong khoảng 10 - 12,5 g/L, pepton từ 17,5 đến 20 g/L và pH=6,8 - 7,0 Để có hàm lượng bacterioxin cao nhất thì hàm lượng đường glucoza nên nằm trong khoảng 13 - 15 g/L, pepton bằng 13 - 15 g/L và pH từ 7 - 7,5 Nếu muốn đồng thời thu cả sinh khối và hàm lượng bacterioxin cao thì nên chọn pH ban đầu là 7, hàm lượng đường glucoza là 12,5 g/L và pepton là 15 g/L [21]

Võ Ngọc Chi và cộng sự nghiên cứu là tuyển chọn được các chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh bacteriocin được phân lập trên một số cơ sở nem chua tại Thủ Đức Kết quả cho thấy có thể ứng dụng 2 chủng vi khuẩn lactic này trong việc tạo ra các chế phẩm bacteriocin sinh học thay thế các chất bảo quản hóa học kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm thực phẩm: có 2 trong số 8 chủng vi khuẩn lactic được phân

lập, có khả năng sinh bacteriocin là Pediococcus pentosaceus trên nem chua Bà Chín lên men ngày thứ 3 và Weissella paramesenteroides trên nem chua Diễm lên men ngày thứ 5 Hoạt tính kháng khuẩn của chủng Pediococcus pentosaceus và chủng Weissella paramesenteroides được phát hiện bằng phương pháp khuếch tán thạch đều cho thấy hoạt tính đối kháng với cả 4 chủng vi sinh vật chỉ thị là Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella enterica serova Typhimurium ATCC 13076, Staphylococcus aureus ATCC 6538 và Bacillus cereus ATCC 25924 Bacteriocin của chủng Pediococcus pentosaceus có khả năng kháng khuẩn tốt với đường kính vòng vô khuẩn tạo ra trung bình từ 12,20 - 16,07 mm Đối với bacteriocin của chủng Weissella paramesenteroides chỉ cho thấy hoạt tính ức chế sự phát triển của các chủng vi sinh vật chỉ thị với đường kính vòng ức chế trung bình từ 9,75 - 15,27 mm [22]

Huỳnh Xuân Phong và cộng sự nghiên cứu nhằm tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic có khả năng lên men nem chua nấm bào ngư (Pleurotus ostreatus), khảo sát các yếu tố như nhiệt độ ủ (26 – 28 oC, 29 – 35 oC, 37 oC), mật số giống chủng (103, 105, 107 tế bào/g), loại nếp (Thái thường, Thái thơm, Sáp dẻo, Sáp thường, Hòa Hảo), nồng độ muối (1%, 2%, 3% w/w) và tỉ lệ men và nếp (40 : 60, 50 : 50, 60 : 40 w/w) đến quá trình lên men nem chua Kết quả cho thấy chủng L39 sinh acid lactic cao nhất (22,43 g/kg) sau 2 ngày lên men Điều kiện lên men thích hợp là ở 37 oC và mật độ chủng là 107 tế bào/G Loại Sáp dẻo được sử dụng với nấm bào ngư theo tỷ lệ 40 : 60 và bổ sung 1% w/w muối Nấm bào ngư lên men cuối cùng có hàm lượng acid lactic là 13,43 g/kg, pH đạt 4,70 và tổng điểm đánh giá cảm quan là 16,77 theo TCVN 3215-79 [23]

Trương Thị Thúy Nguyên và các cộng sự nghiên cứu phân lập các chủng vi khuẩn lactic và thử nghiệm ứng dụng trong sản xuất nem chua nấm rơm Volvariella volvacea Các chủng vi khuẩn lactic được phân lập, đánh giá khả năng lên men trên môi trường MRS lỏng và thử nghiệm khả năng lên men nem chua nấm rơm Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men được khảo sát với mật độ giống chủng (103, 105, 107 tế bào/g và nhiệt độ lên men (30 °C, 37 °C và nhiệt độ môi trường 28 - 32 °C) Kết quả đã phân lập được 20 chủng vi khuẩn lactic từ 6 mẫu nem chua Các chủng vi khuẩn được xác định là Gram dương, hình que, không tạo bào tử và không có khả năng di động Trong đó, 10 chủng có khả năng lên men tốt trên môi trường MRS lỏng có bổ sung D-glucose 20 g/L bao gồm TX61, HCGT31, HK162, L54, L7, HK221, L39, HCM2, TX3 và L30 với hàm lượng acid lactic sinh ra trong khoảng 10,5 - 21,0 g/L Trên môi trường chứa nấm rơm, chủng HCM2 có khả năng sinh axit lactic cao nhất (đạt 14,3 g/L), được định danh là Lactobacillus plantarum và được chọn để ứng dụng trong lên men nem chua nấm rơm Điều kiện lên men thích được xác định ở 37 °C với mật độ 107 tế bào/g trong 24 giờ lên men [24]

Nghiên cứu tuyển chọn và định tên loài chủng vi khuẩn lactic có khả năng sinh cellulase ngoại bào cao và xác định một số điều kiện nuôi cấy ảnh hưởng đến khả năng sinh cellulase của chủng được tuyển chọn Nguyễn Thị Lâm Đoàn và cộng sự đã phân lập 120 chủng vi khuẩn lactic từ một số thực phẩm lên men truyền thống (cà muối, dưa muối và nem chua) đã tuyển chọn 40 chủng có khả năng sinh cellulase ngoại bào trong đó 10 chủng có đường kính vòng phân giải cao từ 11 - 15 mm Chủng DP4.8 có khả năng sinh cellulase cao nhất tiếp tục được nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố như nồng độ cơ chất carboxymethyl cellulose (CMC), nhiệt độ, thời gian nuôi cấy đến khả năng sinh tổng hợp cellulase Kết quả cho thấy với nồng độ CMC 1,0%, nhiệt độ nuôi cấy 37 oC và thời gian nuôi cấy 36 giờ cellulase của chủng DP4.8 được sinh ra mạnh nhất [25]

Vũ Hồng Thắng và các cộng sự đã sử dụng chủng vi khuẩn Lactobacillus sp NC 9801 để chế biến nem chua Kết quả cho thấy có thể rút ngắn thời gian lên men ít nhất 2 lần (còn 18 giờ) so với cách làm thông thường, tỷ lệ vi khuẩn đường ruột và gây thối bị ức chế nhanh và nhiều hơn so với lên men tự nhiên Thời gian bảo quản nem chua có sử dụng chủng thuần khiết Lactobacillus sp NC 9801 là 6 tuần ở 12 - 14 oC mà chưa ảnh hưởng xấu đến chất lượng dinh dưỡng cũng như vệ sinh của sản phẩm so với mẫu đối chứng [26]

Việc sản xuất nem chua theo quy trình truyền thống, việc kiểm soát việc sử dụng các hợp chất phụ gia, các vấn đề đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cũng là rất quan trọng nhằm đảm bảo chất lượng và vệ sinh an toàn cho sản phẩm Sử dụng phương pháp nghiên cứu mô tả cắt ngang nghiên cứu mô tả kiến thức, Đoàn Văn Quang và các cộng sự thực hành và một số yếu tố liên quan trong phòng chống ô nhiễm phụ gia thực phẩm của người trực tiếp sản xuất tại 30 cơ sở sản xuất nem chua thuộc thành phố Thanh Hóa, cho thấy: Tỷ lệ đạt kiến thức chung về phụ gia thực phẩm của đối tượng nghiên cứu 67,6%, trong đó tỷ lệ đạt kiến thức chung ở nhóm đối tượng là chủ cơ sở hoặc người quản lý là 80% và tỷ lệ đạt kiến thức chung ở nhóm đối tượng là người trực tiếp sản xuất là 65,5% Tỷ lệ thực hành chung đạt yêu cầu theo quy định là 56,2%, trong đó tỷ lệ thực hành chung ở nhóm đối tượng là chủ cơ sở hoặc người quản lý là 73,3% và tỷ lệ đạt thực hành chung ở nhóm đối tượng là người trực tiếp sản xuất là 52,2% Nhóm tác giả này tiếp tục nghiên cứu điều kiện bảo đảm an toàn thực phẩm và chỉ số Potassium nitrite tại một số cơ sở sản xuất nem chua ở thành phố Thanh Hóa bằng cách sử dụng phương pháp nghiên cứu mô tả cắt ngang nghiên cứu thực trạng điều kiện an toàn thực phẩm và mức độ ô nhiễm Potassium nitrite tại 30 cơ sở sản xuất nem chua thuộc thành phố Thanh Hóa, cho thấy: 66,6 % cơ sở sản xuất đảm bảo các yêu cầu chung về điều kiện cơ sở theo quy định, trong đó: 80% cơ sở có điều kiện vị trí, phương tiện đạt yêu cầu: 73,3% cơ sở đảm bảo về điều kiện hồ sơ pháp lý, nguyên

liệu và nguồn gốc: 70% cơ sở có nơi chế biến, sản xuất đảm bảo yêu cầu: 53,3% cơ sở có điều kiện về vệ sinh trang thiết bị dụng cụ chế biến theo quy định Về kết quả đánh giá hàm lượng potassium nitrite trong 90 mẫu nem chua kết quả, cho thấy: 75(83,3%) mẫu dương tính với potassium nitrite, trong đó 69 (76,6%) mẫu nem chua có hàm lượng potassium nitrite vượt ngưỡng cho phép theo quy định [27]

Trong một nghiên cứu khác, khi điều tra thực trạng sử dụng hàn the trong mẫu nem chua tại các cơ sở chế biến thực phẩm ở Hà Tây, kết quả cho thấy 79,3% số mẫu nem chua được nghiên cứu có sử dụng hàn the - loại hoá chất không được phép dùng làm phụ gia thực phẩm [28]

Nghiên cứu khả năng bảo quản thịt trâu tươi bằng tinh dầu tỏi với các tỷ lệ 1, 2 và 3 mL tinh dầu/100g thịt được thực hiện Các chỉ tiêu cảm quan, hóa sinh và vi sinh vật của thịt trâu tươi được lựa chọn để đánh giá Kết quả cho thấy, tỷ lệ tinh dầu tỏi đáp ứng tốt nhất là 2 mL/100g thịt sau 5 ngày bảo quản [29]

Thành phần của dịch chiết hạt tiêu Giamaica bằng etanol đã được xác định bởi tác giả Nguyễn Đắc Vinh, trong đó chủ yếu là eugenol chiếm 56,2 và metyleugenol chiếm 25,1, các chất khác chỉ chiếm dưới 4 Các mẫu thịt nướng đã và không được bổ sung các dịch chiết trên và bảo quản trong tủ lạnh (4 oC) Kết quả phân tích các chỉ số peroxide và acid thiobarbituric của các mẫu thịt này đã chứng tỏ khả năng chống oxy hoá của hạt tiêu Giamaica Đó chính là do hạt tiêu có hàm lượng cao eugenol [30]

Khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính kháng vi sinh vật của tinh dầu gừng (Zingiber officinale roscoe) và tinh dầu tiêu (Piper nigrum L.) bởi Nguyễn Thanh Huệ và cộng sự cho thấy tinh dầu thu được theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước cổ điển và phương pháp dùng vi sóng có thành phần chính của tiêu là trans-caryophyllene (27%) và của gừng là zingiberene (17%), cả hai loại tinh dầu này có khả năng kháng tốt các vi sinh vật gây bệnh như Samonella typhi, Candida aldicans, Staphylococus aureus [31]

Như vậy, dù đã có một số nghiên cứu về hoạt tính chống oxi hóa và kháng vi sinh vật của các loại gia vị, nhưng việc sử dụng chúng như một nguồn thay thế tiềm năng các chất phụ gia có nguồn gốc hóa học để gia tăng chất lượng và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, vẫn còn rất khiêm tốn

1.4.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Thực phẩm lên men (Fermented foods, FFS) là một phần sản phẩm đặc trưng và chiềm một tỷ lệ cao trong chế độ ăn uống của người châu Á Người ta đã dự đoán rằng thị trường toàn cầu cho các sản phẩm và thành phần lên men có thể đạt tới 28,4 tỷ USD vào năm 2022 Sự tăng dân số thế giới kéo theo nhu cầu tăng về nhu cầu thực

phẩm, trong đó có các loại thực phẩm lên men Những lợi ích mang lại của các sản phẩm lên men đã làm tăng nhanh nhu cầu tiêu thụ của nhóm sản phẩm này [32]

Các sản phẩm thực phẩm lên men là nguồn thực phẩm giàu các lợi khuẩn Các lợi khuẩn được phân lập từ các sản phẩm lên men đã chứng minh được khả năng sản sinh một lượng lớn enzyme cùng các chất có hoạt tính sinh học [33] Các sản phẩm lên men này đặc trưng theo vào vị trí địa lý (quốc gia, tỉnh thành…) và phụ thuộc vào sự đa dạng của nguồn nguyên liệu Trong thời kỳ cổ xưa, hầu hết tất cả các sản phẩm lên men được sản xuất theo kinh nghiệm và tự phát mà hầu hết người dân không biết được vai trò của các vi khuẩn trong quá trình sản xuất Việc phân lập và nuôi cấy sau đó bắt đầu được nghiên cứu nhằm mục đích hiểu được cơ chế và kiểm soát quá trình lên men, vi khuẩn lactic là một trong những chủng đầu tiên được nghiên cứu và ứng dụng trong các quá trình lên men thực phẩm [34] Tuy nhiên, cùng với những lợi ích mang lại, sự có mặt của các hợp chất độc hại sinh ra trong quá trình lên men có thể có thể dẫn đên việc ảnh hưởng sức khỏe của người tiêu dùng hoặc thậm chí gây tử vong

Sự xuất hiện của vi khuẩn gây bệnh (Brucella spp., Listeria spp., Salmonella spp., Staphylococcus aureus, Streptococcus spp và Clostridium botulinum) trong các sản phẩm lên men, đặc biệt là trong các sản phẩm sữa và thịt lên men ngày càng nhiều và nghiêm trọng [35] Điều này ảnh hưởng rất lớn đến sản lượng tiêu thụ của nhóm thực phẩm này Do đó, đã có nhiều nghiên cứu về các biện pháp phòng tránh đã được thực hiện trong các ngành chế biến thực phẩm để đảm bảo sản phẩm ngoài đạt chất lượng cao, phải đảm bảo không có sự xuất hiện của các vi sinh vật gây bệnh và các chất độc hại [33].

Rhizopus spp là chủng thường được sử dụng trong các quá trình lên men sản xuất các thực phẩm lên men ở châu Á Chủng rhizopus spp được phát hiện là nguyên nhân gây ra sự suy giảm miễn dịch ở một số người tiêu dùng đã sử dụng nhóm thực phẩm lên men này Nghiên cứu về chủng vi khuẩn Rhizopus lại cho thấy rằng có khoảng 11% trong số chủng này có mối quan hệ với sự có mặt của chủng Burkholderia spp Đây là nhóm vi sinh vật được chứng minh là có khả năng sản xuất rhizoxin – chất chống ung thư mạnh [36, 37] Vì vậy, ngày nay việc kiểm tra các độc tố từ nấm mốc là bắt buộc trong ngành công nghiệp thực phẩm [38]

Nghiên cứu về các hoạt chống tự nhiên trong việc chống lại các vi sinh vật gây bệnh trong các sản phẩm lên men đã được nghiên cứu rất nhiều trong thời gian gần đây Việc bổ sung chiết xuất thực vật (sen hồng, đinh hương và bạch quả) đã làm giảm sự phát triển của nấm trong sản phẩm bánh đậu tượng lên men được sấy khô (Meju) Các hoạt chất tự nhiên này đã chứng minh ức chế sự phát triển của nấm mốc và làm giảm độc tính của aflatoxin do chúng sinh ra [39] Trên thế giới có khá nhiều nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn và chống oxi hóa của các loại rau và gia vị Tinh dầu của rau húng (Ocimum

basilicum), vỏ quế (Cinnamomum verum), hạt rau mùi ta (Coriandrum sativum), tỏi (Allium sativum, bulb), riềng (Alpinia galangal, root), sả (Cymbopogon citrates, stem), nghệ (Curcuma longa, root)… được trồng tại Thái Lan có khả năng kháng vi sinh vật loài Campylobacter jejuni - một tác nhân gây bệnh truyền qua thực phẩm [40].

Cũng trong nghiên cứu này, người ta đã chỉ ra rằng hạt của rau mùi ta có hoạt tính kháng khuẩn mạnh nhất trong các loại gia vị và rau được lựa chọn, tinh dầu của nó là một chất có khả năng kháng vi sinh vật trong thịt sống Một nghiên cứu khác cũng công bố tinh dầu hạt mùi ta có phổ kháng khuẩn khá rộng [41]

Tác giả Misharina T.A và các cộng sự (2009) [42] đã đánh giá tính chất chống oxi hóa của một vài loại tinh dầu tỏi, gừng và lá quế thông qua khả năng oxi hóa các aldehyde mạch thẳng (trans-2-hexenal) Một số tài liệu công bố tác dụng chống oxi hóa của hành tăm (họ Alliaceae) [43, 44] Trong một nghiên cứu khác, người ta chỉ ra rằng hơp chất chứa lưu huỳnh như diallyl sulfides trong hành tăm có khả năng kháng khuẩn rất tốt [45] Theo công bố, diallyl disulfide có trong tinh dầu này có thể ức chế sự phát triển của cả vi khuẩn gram âm và dương Tuy nhiên, những nghiên cứu về hoạt tính kháng vi sinh vật của hành tăm vẫn còn khá ít Nghiên cứu về riềng (Alpinia galanga L.) chỉ ra rằng nó có khả năng kháng một số vi sinh vật như Bacillus subtilis MTCC 2391, Enterobacter aerogene, Enterobacter cloacae, Enterococcus faecalis, Escherichia coli MTCC 1563, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa MTCC 6642, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus and Streptococcus epidermis (Rao K., Narasu L.M, and Giri A., 2010) Dịch chiết từ riềng ở nồng độ cao như 0,05% và 0,10% (theo khối lượng) có khả năng kéo dài thời hạn bảo quản của thịt bò xay [46]

Mohamed Bilal Goudjil và cộng sự (2015), khi nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính kháng khuẩn và chống oxy hóa của tinh dầu chiết xuất từ lá của loài Laurus nobilis ở Algeria, kết quả thu được 22 thành phần, chiếm 99,7% tinh dầu của Laurus nobilis Các hợp chất chính được xác định là 1,8-cineol (45,4%), tiếp theo là bornylen (17,3%), linalool (8,1%) và sabinen (7,5%) Hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu được kiểm tra bằng phương pháp khuếch tán đĩa thạch, bằng cách xác định vùng ức chế và nồng độ ức chế tối thiểu Kết quả cho thấy tinh dầu có khả năng ức chế cao với Salmonella enterica [47]

Theo D S Rocha (2016), tinh dầu lá Piper caldense bao gồm chủ yếu là cardinol (19,0%), α-muurolol (9,0%), tujopsan-2-β-ol (7,4%); tinh dầu thân gồm terpine4-ol (18,5%), α-terpineol (15,3%), α-cadinol 2-β-ol (9,8%); tinh dầu rễ có thành phần chính là pentadecane hydrocarbon (35,7%), valencene (10,5%) Kết quả thử nghiệm chống lại các vi khuẩn Gram dương: S aureus (ATCC 6538), B.subtilis

α-(ATCC 6633) và E faecalis α-(ATCC 6057) ); vi khuẩn Gram âm: E Coli α-(ATCC 25922), K pneumoniae (ATCC29665) và P aeruginosa cho thấy tất cả các mẫu tinh dầu đều có khả năng ức chế sự phát triển của các loại vi khuẩn trên với các mức độ khác nhau [48] Iramanida Batubarai và cộng sự (2016) đã đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của các loại tinh dầu họ Zingiberaceae: Curcuma domestica, C.zedoaria, C.xanthorrhiza, Elettaria cardamomum, Kaempferia galanga, Zingiber officinale var.Rubrum và Zingiber purpureum, kết quả cho thấy tinh dầu của Kaempferia galanga, Curcuma domestica, Elettaria cardamomum và Zingiber purpureum đã ức chế thành công các chủng Streptococcus mutans với nồng độ ức chế tối thiểu là 2000 µg/mL [49]

Monzote L và cộng sự (2017), phân tích thành phần hóa học tinh dầu loài Piper aduncum ở Cu Ba đã xác định được các thành phần chính của tinh dầu là camphor (17,1%), viridiflorol (14,5%), và piperiton (23,7) [50] Theo Santos A L (2018), tinh dầu Piper amalago từ lá chủ yếu là các sesquiterpen gồm bicyclogermacren và δ-cadinen Trong tinh dầu có khả năng ức chế các chủng vi sinh vật thử nghiệm và liều dùng được thử nghiệm không gây ra ảnh hưởng đáng kể trong các thông số về độc tính cấp tính [51]

Từ những phân tích trên cho thấy nhu cầu sử dụng về các sản phẩm lên men lactic ngày càng tăng, kéo theo nguy cơ mất vệ sinh an toàn thực phẩm nếu không có biện pháp kiểm soát trong quá trình chế biến và bảo quản Chính vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng các hoạt chất tự nhiên trong chế biến, bảo quản các sản phẩm lên men truyền thống nói chung và sản phẩm nem chua Bình Định nói riêng là có cơ sở khoa học và cần thiết

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Dựa vào khảo sát của chúng tôi tại các cơ sở sản xuất nem chua trên địa bàn tỉnh Bình Định, các gia vị dùng trong nghiên cứu, chúng tôi lựa chọn các loại gia vị tỏi, ớt, tiêu được mua tai siêu thị coopmart (Quy Nhơn, Bình Định) để đảm bảo chất lượng

Hình 2.1 Các nguyên liệu được mua tại siêu thị Coopmart Quy Nhơn (tác giả)

Hình 2.2 Nguyên liệu tỏi dùng trong quy trình sản xuất nem (tác giả)

Hình 2.3 Nguyên liệu ớt dùng trong quy trình sản xuất nem (tác giả)

Hình 2.4 Nguyên liệu tiêu dùng trong quy trình sản xuất nem (tác giả)

2.1.2 Hóa chất

Các hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu đều là các hóa chất tinh khiết đạt tiêu chuẩn dùng cho phân tích:

Postassium Ferrycyanua K3Fe(CN)6 1% Potassium hydroxide KOH 2,5N Acid hydrochloric HCl 36% Iron(III) sulfate Fe2(SO4)3

Postassium pemanganat KMnO4 0,1N D – Dextrose C6H1206

Sodium hydroxide NaOH

Acid sufuric H2SO4 đậm đặc Coper(II) sufate CuSO4

Các môi trường nuôi cấy vi sinh vật: - Môi trường Plate Count Agar

- Môi trường nuôi cấy vi khuẩn E coli: Chromocult coliform agar

- Môi trường nuôi cấy vi khuẩn Samonella: Xylose - Lysin Deoxycholate Agar - Môi trường nuôi cấy vi khuẩn S aureus: Baird Parker Agar Base

- Môi trường nuôi cấy vi khuẩn Coliforms: Thạch Violet red bile, Brilliant Greeen Bile broth

- Môi trường nuôi cấy vi khuẩn Clostridium perfringens: Thạch iron sulphite - Nước cất

- C2H5OH

2.1.3 Thiết bị và dụng cụ

Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu được đặt tại phòng thí nghiệm Công nghệ Thực phẩm, Khu A6, trường Đại học Quy Nhơn: Thiết bị ổn nhiệt - Memment (Đức), máy đo độ nhớt Brookfield 2011, máy đo pH để bàn BP 3001 (Mỹ), pH 1100 Horiba (Nhật Bản), máy so màu UV - VIS - Mỹ, máy ghép mí 4 con lăn, máy ly tâm, cân phân tích độ ẩm MB45 Ohaus - Mỹ, cân phân tích điện tử Quintix 224 1S Sartorius- Đức, tủ sấy bơm nhiệt…

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp phân tích hóa sinh

2.2.1.1 Xác định hàm ẩm: bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi theo tiêu chuẩn TCVN 3700-90

- Sau khi sấy 5 giờ, đậy nắp chén cân lại, cho vào bình hút ẩm, để nguội 30 phút, đem cân (cả đũa thủy tinh) Lại sấy tiếp 30 phút nữa, để nguội và đem cân như trên Tiến hành sấy và cân cho đến khi khối lượng giữa hai lần cân liên tiếp chênh lệch nhau không quá 0,001 gam

c.Tính kết quả

Hàm lượng nước (X1) tính bằng phần trăm theo công thức: 12

().101 G G 0

X   , với m = G1 - G Trong đó:

G - Khối lượng chén cân + nắp chén + đũa thủy tinh, tính bằng gam;

G1 - Khối lượng chén cân + nắp chén + đũa thủy tinh + mẫu thử trước khi sấy mẫu, tính bằng gam;

G2 - Khối lượng chén cân + nắp chén + đũa thủy tinh + mẫu thử sau khi sấy mẫu, tính bằng gam;

m - Khối lượng mẫu thử, tính bằng gam;

2.2.1.2 Xác định hàm lượng amoniac, theo TCVN 3706:1990 a Nguyên tắc chung

Dùng kiềm nhẹ đẩy ammonia ra khỏi mẫu thử, chưng cất vào dung dịch acid sufuric Dựa vào lượng acid dư khi chuẩn độ bằng dung dịch sodium hydroxide 0,1N để tính hàm lượng ammonia

b Cách tiến hành

Cân chính xác 10 – 15 g mẫu thử vào cốc thủy tinh dung tích 100 mL Dùng nước cất hòa tan mẫu và chuyển toàn bộ (cả nước tráng cốc) vào bình định mức dung tích 250 mL Thêm nước cất đến khoảng 200 mL và lắc 1 phút, để yên 5 phút, lặp lại 3 lần Thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều sau đó lọc

Lấy chính xác 200 mL dung dịch acid sufuric 0,1N vào bình nón dung tích 250 mL và 5 giọt chỉ thị hỗn hợp Đặt bình vào đầu dưới ống sinh hàn của máy cất đạm sao cho đầu ống sinh hàn ngập hẳn vào dung dịch

Dùng pipet lấy chính xác 50 mL dịch lọc mẫu thử cho vào bình cất của máy cất đạm Thêm tiếp 20 mL nước cất, 5 giọt phenolphlatein 1% và cho dung dịch magnesium oxide 5% vào cho đến khi dung dịch trong bình xuất hiện màu hồng Tráng bằng nước cất cho sạch dung dịch magnesium oxide trên phễu rồi khóa máy lại (để tránh bị mất ammonia cần khóa máy ngay trên phễu còn một ít nước cất) Cuối cùng giữ trên phễu một lớp nước cất cao 1,5 - 2 cm để kiểm tra độ kín của máy (ghi