nghiên cứu quy trình sản xuất nước chấm cá cơm bằng hai enzyme protamex và flavourzyme

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme protease Ảnh hưởng của nồng độ enzyme: Khi nồng độ enzyme thấp, lượng cơ chất lớn, vận tốc thuỷ phân phụ thuộc tuyến tín

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

- -

ĐỖ ĐỨC SINH

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM CÁ CƠM BẰNG HAI

ENZYME PROTAMEX VÀ FLAVOURZYME

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KHÁNH HÒA - NĂM 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

- -

ĐỖ ĐỨC SINH

NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM CÁ CƠM BẰNG HAI

ENZYME PROTAMEX VÀ FLAVOURZYME

Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH

Mã số : 60 54 01 04

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học : TS NGUYỄN THỊ MỸ HƯƠNG

Khánh Hòa - Năm 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Kết quả nêu trong luận văn là trung thực

Học viên

Đỗ Đức Sinh

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến quý thầy, cô giáo Trung tâm Thí nghiệm - Thực hành trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Đồng thời, tôi cũng gửi đến Ban Giám hiệu trường Đại học Nha Trang, Khoa Công nghệ Thực phẩm, Khoa Sau Đại học, sự kính trọng, tự hào được học tập tại trường trong những năm qua

Sự biết ơn sâu sắc nhất của tôi xin giành cho TS Nguyễn Thị Mỹ Hương,

đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo và hội đồng đánh giá luận văn thạc

sĩ đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thiện luận văn

Cuối cùng tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn tới ba mẹ, anh chị em và bạn bè

đã luôn động viên, cổ vũ tôi hoàn thành luận văn

Học viên

Đỗ Đức Sinh

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT x

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1 Tổng quan về cá cơm dùng để sản xuất nước mắm 3

1.1 Tình hình khai thác và sản lượng cá cơm 3

1.2 Các loại cá Cơm 3

1.3 Thành phần hóa học của cá Cơm 5

2 Tổng quan về enzyme protease và sự thủy phân protein bằng enzyme protease 6

2.1 Protease và cơ chế phản ứng thủy phân 6

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme protease .6

2.3 Cơ chế của quá trình thủy phân thịt cá và các hệ enzyme tham gia phân giải trong quá trình chế biến nước mắm 8

2.4 Một số enzyme thương mại thường được sử dụng trong quá trình thủy phân protein 10

2.5 Thủy phân protein bằng sự kết hợp hai ezyme 12

3 Tổng quan về nước chấm 13

3.1 Các loại nước chấm 13

3.1.1 Nước mắm truyền thống 13

3.1.2 Nước mắm ngắn ngày 14

3.1.3 Mắm nêm 14

3.1.4 Mắm tôm 15

3.1.5 Nước tương 15

3.2 Một số chất phụ gia thường được dùng trong quy trình sản xuất nước

chấm .16

4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về nước mắm và sự thủy phân protein bằng enzyme protease 17

4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới về nước mắm và sự thủy phân protein bằng enzyme proteaza 17

4.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới về nước mắm 17

4.1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới về sự thủy phân protein bằng enzyme proteaza 24

4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước về nước mắm và sự thủy phân protein bằng enzyme proteaza 26

4.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước về nước mắm 26

4.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước về sự thủy phân protein bằng enzyme proteaza 28

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

I ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 30

1 Nguyên liệu cá cơm: 30

2 Enzyme 30

2.1 Enzyme Protamex 30

2.2 Enzyme Flavourzyme 30

3 Chất phụ gia thực phẩm .31

II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

1 Xác định thành phần hóa học của cá cơm thường 31

2 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu tổng quát 31

3 Quy trình dự kiến sản xuất nước chấm cá cơm thường bằng enzyme Protamex và Flavourzyme 32

4 Thí nghiệm xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân cá cơm bằng sự kết hợp enzyme Protamex và Flavourzyme 33

4.1 Thí nghiệm xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân cá cơm bằng enzyme Protamex 33

4.1.1 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Protamex thích hợp 33

4.1.2 Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp cho enzyme

Protamex .35

4.1.3 Thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp cho quá trình thủy phân cá cơm 39

4.1.4 Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp đối với enzyme Flavourzyme 41

4.1.5 Bố trí thí nghiệm xác định xác định thời gian thủy phân thích hợp đối với enzyme Flavourzyme 43

5 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ phối trộn phụ gia thích hợp 45

5.1 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ muối phối trộn thích hợp 46

5.2 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ sorbitol phối trộn thích hợp 47

5.3 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ màu caramen phối trộn thích hợp 48

5.4 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ hương mắm phối trộn thích hợp 49

6 Đề xuất quy trình sản xuất nước chấm theo các thông số thích hợp 50

7 Sản xuất nước chấm theo các thông số thích hợp đã xác định được 51

8 Phương pháp phân tích 51

8.1 Đánh giá cảm quan 51

8.2 Phân tích hóa học 51

8.3 Hiệu suất thu hồi nitơ 51

8.4 Phân tích vi sinh 52

9 Phương pháp xử lý số liệu 52

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53

1 Thành phần hóa học của cá cơm thường (stolephorus commersonii) 53

2 Xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân cá cơm bằng enzyme protamex và flavourzyme 53

2.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến quá trình thủy phân cá cơm 53 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân trong quá trình thủy phân cá cơm bằng enzyme Protamex 56

2.3 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân trong quá trình thủy phân cá Cơm bằng enzyme protamex 58

2.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme đến quá trình thủy phân cá cơm .60

2.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến quá trình thủy phân cá cơm bằng

enzyme Flavourzyme 63

2.6 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến quá trình thủy phân cá Cơm bằng enzyme Flavourzyme 66

3 Chất lượng của dịch đạm thủy phân từ cá cơm 68

4 Kết quả xác định các tỷ lệ phụ gia thích hợp để sản xuất nước chấm 69

4.1 Kết quả xác định tỷ lệ muối thích hợp 69

4.2 Kết quả xác định tỷ lệ sorbitol thích hợp 70

4.3 Kết quả xác định tỷ lệ màu caramen thích hợp 71

4.4 Kết quả xác định tỷ lệ hương nước mắm thích hợp 72

5 Đề xuất quy trình sản xuất nước chấm và đánh giá chất lượng sản phẩm 73

5.1 Qui trình sản xuất 74

5.2 Thuyết minh qui trình 75

5.3 Kết quả đánh giá chất lượng nước chấm theo qui trình đề xuất 75

5.3.1 Kết quả đánh giá cảm quan 76

5.3.2 Kết quả xác định các chỉ tiêu hóa học và thành phần axit amin trong sản phẩm nước chấm .76

5.3.3 Kết quả xác định các chỉ tiêu vi sinh .78

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 79

I KẾT LUẬN 79

II ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

I TIẾNG VIỆT 81

II TIẾNG ANH 82 PHỤ LỤC I

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Thành phần hóa học của cá cơm thường Stolephorus commersonii 53

Bảng 3.2 Chất lượng cảm quan dịch đạm thủy phân 69

Bảng 3.3 Chỉ tiêu hóa học của dịch đạm thủy phân 69

Bảng 3.4 Chất lượng cảm quan của nước chấm 76

Bảng 3.5 Chỉ tiêu hóa học của nước chấm cá cơm 77

Bảng 3.6 Thành phần axit amin của nước chấm 77

Bảng 3.7 Bảng kết quả xác định các chỉ tiêu vi sinh 78

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cá cơm Ấn Độ .3

Hình 1.2 Cá cơm Săng 4

Hình 1.3 Cá cơm Thường .4

Hình 1.4 Cá cơm Trung Hoa .5

Hình 1.5 Sơ đồ quy trình tổng quát công nghệ sản xuất nước mắm truyền thống .13

Hình 1.6 Sơ đồ quy trình chế biến mắm nêm dạng nguyên con 14

Hình 1.7 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến mắm nêm dạng sệt 14

Hình 1.8 Quy trình sản xuất mắm tôm .15

Hình 1.9 Quy trình sản xuất nước tương sử dụng enzym protease 15

Hình 1.10 Axit acetic 16

Hình 2.1 Sơ đồ thí nghiệm xác định thành phần hóa học của cá cơm 31

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu tổng quát 31

Hình 2.3 Quy trình dự kiến sản xuất nước chấm cá Cơm bằng enzyme Protamex và Flavourzyme 32

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Protamex thích hợp 34

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp cho enzyme Protamex 36

Hình 2.6 Thí nghiệm xác định thời gian thủy phân bằng enzyme Protamex thích hợp 38

Hình 2.7 Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp 40

Hình 2.8 Thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp đối với enzyme Flavourzyme 42

Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác thời gian thủy phân thích hợp đối với enzyme Flavourzyme 44

Hình 2.10 Sơ đồ dự kiến xác định tỷ lệ phối trộn phụ gia thích hợp 45

Hình 2.11 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ muối phối trộn thích hợp 46

Hình 2.12 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ sorbitol phối trộn thích hợp 47

Hình 2.13 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ caramen phối trộn thích hợp .48

Hình 2.14 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ hương mắm phối trộn thích hợp 49

Hình 2.15 Đề xuất quy trình sản xuất nước chấm theo các thông số thích hợp 50

Hình 3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến hiệu suất thu hồi nitơ 53

Hình 3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến hàm lượng nitơ axit amin 54

Hình 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến hàm lượng nitơ amoniac 54

Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ .56

Hình 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng nitơ axit amin .56

Hình 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng nitơ amoniac .57

Hình 3.7 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ 58

Hình 3.8 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng nitơ axit amin 59

Hình 3.9 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng nitơ amoniac .59

Hình 3.10 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme đến hiệu suất thu hồi nitơ 61

Hình 3.11 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme đến hàm lượng nitơ axit amin 61

Hình 3.12 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme đến hàm lượng nitơ amoniac 62

Hình 3.13 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ 63

Hình 3.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng nitơ axit amin .64

Hình 3.15 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng nitơ amoniac 64

Hình 3.16 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ .66

Hình 3.17 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng nitơ axit amin 66

Hình 3.18 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng nitơ amoniac .67

Hình 3.19 Dịch đạm thủy phân từ cá cơm 68

Hình 3.20 Ảnh hưởng của tỷ lệ muối bổ sung đến điểm cảm quan chung của nước chấm 69

Hình 3.21 Ảnh hưởng của tỷ lệ sorbitol bổ sung đến điểm cảm quan chung của nước chấm 70

Hình 3.22 Ảnh hưởng của tỷ lệ màu caramen bổ sung đến điểm cảm quan chung của nước chấm 71

Hình 3.23 Ảnh hưởng của tỷ lệ hương nước mắm bổ sung đến điểm cảm quan chung của nước chấm 72

Hình 3.24 Qui trình sản xuất nước chấm cá cơm 74

Hình 3.25 Sản phẩm nước chấm 76

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Nước mắm là một loại nước chấm quen thuộc, gần gũi, một sản phẩm đặc sắc của các nước châu Á nói chung và Việt Nam nói riêng Nước mắm không chỉ

là gia vị làm cho bữa ăn hàng ngày được ngon hơn mà nó còn là một loại thực phẩm giàu chất dinh dưỡng như : các axit amin, các vitamin, các chất khoáng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể

trình lên men ở điều kiện tự nhiên Nghề làm nước mắm của nước ta được truyền

từ đời này sang đời khác Tuy nhiên, sản xuất nước mắm theo phương pháp cổ truyền thì thời gian để có thể thu được sản phẩm có chất lượng rất dài (từ 6 đến

12 tháng), đồng thời tốn nhiều nhân công và diện tích sản xuất

Vì vậy để rút ngắn thời gian sản xuất, thu hồi vốn nhanh, đa dạng hóa các sản phẩm nước chấm trên thị trường, và tạo ra sản phẩm mới đáp ứng yêu cầu mới của người tiêu dùng, cần nghiên cứu sản xuất nước chấm bằng việc sử dụng enzyme protease thương mại

Từ những lý do trên tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất nước chấm cá cơm bằng hai enzyme Protamex và Flavourzyme”

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Xây dựng được qui trình sản xuất nước chấm cá cơm thường (Stolephorus commersonii) bằng enzyme Protamex và Flavourzyme Sản phẩm tương tự như nước

mắm cá cơm truyền thống, đạt chất lượng, màu sắc, mùi vị và thành phần hóa học tương tự như TCVN 5107 : 2003

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI:

Ý nghĩa khoa học:

Kết quả nghiên cứu sẽ góp thêm các dẫn liệu khoa học có giá trị tham khảo cho cán bộ khoa học kỹ thuật, các nhà sản xuất kinh doanh và sinh viên ngành chế biến thủy sản về quá trình sản xuất nước chấm bằng enzyme proteaza thương mại (Protamex và Flavourzyme)

Ý nghĩa thực tiễn:

Việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu qui trình sản xuất nước chấm cá Cơm bằng hai enzyme Protamex và Flavourzyme” sẽ góp phần đa dạng hóa sản phẩm

nước chấm trên thị trường

Kết quả của đề tài sẽ mở ra một hướng mới cho các doanh nghiệp sản xuất nước chấm trong việc ứng dụng enzyme proteaza thương mại trong sản xuất nước chấm và điều này sẽ tạo ra nhiều dòng sản phẩm, sử dụng hiệu quả hơn nguồn nguyên liệu cá và mang lại lợi ích thiết thực về mặt kinh tế cho các doanh nghiệp

4 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

1) Xác định thành phần hóa học của cá cơm

2) Nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân cá cơm bằng enzyme Protamex và Flavourzyme

3) Nghiên cứu xác định các tỷ lệ phối trộn chất phụ gia thực phẩm thích hợp cho việc sản xuất nước chấm

4) Xây dựng qui trình sản xuất nước chấm bằng enzyme Protamex và Flavourzyme

5) Sản xuất nước chấm cá cơm theo qui trình đã xây dựng và đánh giá chất lượng của nước chấm cá cơm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1 Tổng quan về cá cơm dùng để sản xuất nước mắm

1.1 Tình hình khai thác và sản lượng cá cơm

Theo báo cáo của bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn, 5 tháng đầu năm 2012 tổng sản lượng xuất khẩu thủy sản của cả nước đạt 2.067,2 ngàn tấn, tăng 3,9% so với cùng kì năm ngoái Về khai thác thủy sản, sản lượng thuỷ sản khai thác 5 tháng đầu năm ước tính đạt 1.051 ngàn tấn, tăng 3,0% so với cùng kỳ năm 2011; riêng khai thác biển 5 tháng ước đạt 986 ngàn tấn, tăng 3,2% so với năm 2011 Trong đó, sản lượng cá cơm chiếm khoảng 300,6 ngàn tấn [70] Cá cơm được sử dụng để chế biến ra nhiều loại sản phẩm có chất lượng cao như: chế biến nước mắm, chế biến cá cơm khô, cá cơm tẩm gia vị chiên giòn…

1.2 Các loại cá Cơm

Cá Cơm Ấn Độ:

Tên khoa học: Stolephorus indicus

Tên tiếng việt: Cá Cơm Ấn Độ

Tên tiếng Anh: Indian anchovy

Phân bố: Đông Phi, Ấn Độ, Malaixia, Iđônêxia, Trung Qốc, Việt Nam

Hình 1.1 Cá cơm Ấn Độ [15]

Đặc điểm hình thái: Thân dài hình trụ, hơi dẹp bên Đầu tương đối dài Mõm tù Chiều dài thân gấp 4,9 - 5,3 lần chiều cao thân và 4,0 - 4,9 lần chiều dài đầu Mắt tương đối to, không có màng mỡ mắt, khoảng cách hai mắt rộng, hơi gồ lên Mút sau cùng của xương hàm trên dài đến khe mang Trên hàm, xương lá mía, xương khẩu cái đều có răng nhỏ Khe mang rộng, lược mang nhiều, mang giả phát triển Vẩy tròn, dễ rụng Có một vây lưng tương đối to, khởi điểm nằm ngang bằng với điểm giữa của khoảng cách từ vây bụng đến vây hậu môn, vây ngực to, vây bụng nhỏ Thân màu trắng, bên thân có một sọc dài

màu trắng bạc, trên đầu có một chấm màu xanh lục Vây lưng và vây đuôi màu xanh lục, các vây màu trắng [15].

Cá Cơm Săng:

Tên khoa học: Stolephorus tri

Tên tiếng việt: Cá cơm Săng

Tên tiếng Anh: Spined anchovy

Phân bố: Ấn Độ, Malaixia, Iđônêxia, Trung Quốc, Việt Nam

Cá Cơm thường:

Tên khoa học: Stolephorus commersonii

Tên tiếng việt: Cá Cơm thường

Tên tiếng Anh: Commerson's anchovy

Phân bố: Đông Phi, Ấn Độ, Thái lan, Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin, Việt Nam

Hình 1.3 Cá cơm Thường [15]

Đặc điểm hình thái: Thân dài, dẹp bên Đầu tương đối to Mõm hơi nhọn Chiều dài thân gấp 4,4 - 5,2 lần chiều cao thân và 4,2 - 5,0 lần chiều dài đầu Mắt to, không có màng mỡ mắt, khoảng cách hai mắt rộng Trên hàm, xương lá mía, xương khẩu cái đều có răng nhỏ Khe mang rộng, lược mang dẹp, mỏng và cứng Vảy tròn, to vừa, rất dễ rụng Khởi điểm của vây lưng nằm ở sau khởi điểm của vây bụng, gần ngang bằng với khởi điểm của vây hậu môn Vây hậu môn to, dài Thân màu trắng, trên đầu có hai chấm màu xanh lục, bên thân có một sọc dọc màu trắng bạc [15]

Cá Cơm Trung Hoa:

Tên khoa học: Stolephorus chinensis

Tên tiếng việt: Cá Cơm Trung Hoa

Tên tiếng Anh: Chinese anchovy

Phân bố: Trung Quốc, vịnh Bắc Bộ của Việt Nam

Hình 1.4 Cá cơm Trung Hoa [15]

Đặc điểm hình thái: Thân dài, hình trụ, hơi dẹp bên Đầu tương đối nhỏ Mõm ngắn, hơi nhọn Mắt rất to, không có màng Khoảng cách hai mắt rộng, hơi

gồ lên Lỗ mũi rộng ở giữa viền trước mắt với mút mõm Miệng rộng, ở phía dưới, xiên Trên 2 hàm đều có răng Khe mang rất rộng Xương nắp mang mỏng

và trơn liền Màng nắp mang hơi dính liền nhau Lược mang dài và tương đối nhiều Có mang giả [15]

1.3 Thành phần hóa học của cá Cơm

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của cá cơm (% theo khối lượng) [2]

2 Tổng quan về enzyme protease và sự thủy phân protein bằng enzyme protease

2.1 Protease và cơ chế phản ứng thủy phân

Proteaza là enzyme xúc tác sự thuỷ phân các liên kết peptit (- CO – NH-) trong phân tử protein và các cơ chất tương tự

Amino peptidase Carboxy peptidase

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme protease

Ảnh hưởng của nồng độ enzyme: Khi nồng độ enzyme thấp, lượng cơ chất lớn, vận tốc thuỷ phân phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ enzyme Khi nồng

độ enzyme tăng, tốc độ phản ứng thuỷ phân tăng đến một giá trị giới hạn v = vmax nếu nồng độ enzyme tiếp tục tăng, tốc độ phản ứng thuỷ phân bởi enzyme tăng không đáng kể, thậm chí không tăng

Ảnh hưởng của nhiệt độ: Enzyme là protein có hoạt tính xúc tác nên kém bền với nhiệt, chúng chỉ có hoạt tính trong khoảng nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ làm chúng biến tính Trong khoảng nhiệt độ đó, khi nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng thuỷ phân tăng Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng thuỷ phân do enzyme xúc tác được đặc trưng bằng hệ số:

E proteaza

Q10 =

Với Kt : Hằng số tốc độ phản ứng tại nhiệt độ t

Kt+10 : Hằng số tốc độ phản ứng tại nhiệt độ t + 10 oC Người ta đã xác định được hệ số Q10 của các loại enzyme trong cơ thể cá trong khoảng từ 2 - 3, cá biệt có thể lên đến 7 như phản ứng Hemoglobin trong máu cá

Vùng nhiệt độ tạo cho enzyme có hoạt độ cao nhất gọi là vùng nhiệt độ thích hợp của enzyme, trong đó có một giá trị nhiệt độ mà ở đó, tốc độ enzyme đạt cực đại gọi là nhiệt độ tối thích Với đa số enzyme, vùng nhiệt độ thích hợp trong khoảng 40 - 50 oC Nhiệt độ làm cho enzyme mất hoàn toàn hoạt tính gọi là nhiệt độ tới hạn, đa số enzyme có nhiệt độ tới hạn khoảng 70 oC; với các enzyme bền nhiệt (bromelin, papin…), nhiệt độ tới hạn có thể cao hơn Nhiệt độ thích hợp đối với một enzyme có sự thay đổi khi có sự thay đổi về pH, nồng độ cơ chất…

Ảnh huởng của pH: pH có ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoạt tính của enzyme vì pH ảnh hưởng đến mức độ ion hoá cơ chất, ion hoá enzyme và đến độ bền của protein enzyme Đa số enzyme có khoảng pH thích hợp từ 5 – 9 Với nhiều proteaza, pH thích hợp ở vung trung tính nhưng cũng có một số proteaza

có pH thích hợp trong vùng acid (pepxin, proteaza-acid của vi sinh vật…) hoặc nằm trong vùng kiềm (tripsin, subtilin,…) Với từng enzyme, giá trị pH thích hợp có thể thay đổi khi nhiệt độ, loại cơ chất… thay đổi

Ảnh hưởng của thời gian thủy phân: Thời gian thủy phân cần thích hợp

để enzyme phân cắt các liên kết trong cơ chất, tạo thành các sản phẩm cần thiết của quá trình thuỷ phân nhằm đảm bảo hiệu suất thuỷ phân cao, chất lượng sản phẩm tốt Thời gian thuỷ phân dài, ngắn khác nhau tuỳ thuộc vào loại enzyme, nồng độ cơ chất, pH, nhiệt độ, sự có mặt của chất hoạt hoá, ức chế… Trong thực

tế, thời gian thuỷ phân phải xác định bằng thực nghiệm và kinh nghiệm thực tế cho từng quá trình thuỷ phân cụ thể

Kt+10

Kt

Ảnh hưởng của lượng nước: Nước vừa là môi trường để phân tán enzyme và cơ chất lại vừa trực tiếp tham gia phản ứng nên tỷ lệ nước có ảnh hưởng lớn đến tốc độ, chiều hướng và là một yếu tố điều chỉnh phản ứng thuỷ phân bởi enzyme

Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất: Nồng độ cơ chất có ảnh hưởng lớn tới tốc độ phản ứng thuỷ phân, khi càng tăng nồng độ cơ chất, tốc độ phản ứng thuỷ phân càng tăng, nhưng khi tốc độ phản ứng thuỷ phân đạt đến giới hạn v = vmax, nếu tiếp tục tăng nồng độ cơ chất, vận tốc phản ứng thuỷ phân hầu như không tăng

Ảnh hưởng của các chất hoạt hoá: Chất hoạt hoá là những chất khi có mặt trong phản ứng có tác dụng làm tăng hoạt tính enzyme, các chất này có bản chất hoá học khác nhau, có thể là ion kim loại, anion hoặc các chất hữu cơ Tuy nhiên các chất hoạt hoá chỉ có tác dụng trong giới hạn nồng độ xác định Khi dùng quá nồng độ cho phép, hoạt độ enzyme sẽ giảm

Ảnh hưởng của các chất kìm hãm: Chất kìm hãm (hay chất ức chế) là những chất vô cơ hay hữu cơ mà khi có sự hiện diện của chúng, enzyme có thể bị giảm hoặc mất hoạt tính Với mỗi enzym ta có các chất kìm hãm khác nhau, vì vậy khi sử dụng enzyme ta phải biết rõ các chất kìm hãm của nó để điều chỉnh phản ứng [3]

2.3 Cơ chế của quá trình thủy phân thịt cá và các hệ enzyme tham gia phân giải trong quá trình chế biến nước mắm

Cơ chế của quá trình hình thành nước mắm

Đó là quá trình tác dụng của hệ enzyme proteaza trong bản thân cá từ dạng protein qua các dạng trung gian như polypeptit, pepton, peptit và cuối cùng

là axit amin

Protein Polypeptit Pepton Peptit Axit amin

Bên cạnh quá trình phân giải và phân hủy của protein là chủ yếu còn có

sự phân giải của đường và chất béo… thành các axit hữu cơ, rượu…

Quá trình phân giải protein trong thịt cá cũng có sự tham gia của men vi sinh vật ở ngoài Các vi sinh vật này có thể tiết ra proteaza thúc đẩy cho quá trình thủy phân, nhưng cũng có thể là nguyên nhân gây thối rữa trong quá trình chế biến

Cơ chế phân giải của enzyme

Quá trình phân giải thịt cá chuyển từ protit đến axit amin là một quá trình rất phức tạp Sự tham gia của enzyme trong quá trình thủy phân này là theo cơ chế xúc tác theo sơ đồ sau:

Sự hình thành và chuyển biến của hợp chất trung gian ES xảy ra qua ba bước Trước hết enzyme kết hợp với cơ chất tạo thành phức chất ezyme-protein, bước này xảy ra khá nhanh và liên kết này không bền Bước hai là sự chuyển biến của các phân tử protein dẫn tới phá vỡ các mối liên kết đồng hóa trị tham gia vào phản ứng Khi đó trong phức chất ES đồng thời xảy ra hai quá trình là sự dịch chuyển electron dẫn tới sự cực hóa của mối liên kết tham gia vào phản ứng

và sự biến dạng hình học của các mối liên kết đồng hóa trị trong phân tử protein cũng như trong trung tâm hoạt động của enzyme, như vậy làm cho protein trở nên hoạt động do đó quá trình thủy phân sẽ dễ dàng hơn Bước ba là giai đoạn tạo thành các axit amin hoặc peptit cấp thấp và giải phóng enzyme ra

Các hệ ezyme tham gia phân giải

Aminopeptitdaza hay apaza tồn tại nhiều trong nội tạng cá, chịu được nồng độ muối cao nên ngay từ đầu đã hoạt động rất mạnh, sang tháng thứ hai thì giảm dần cho tới tháng thứ ba Sau đó có tác dụng kém dần tới tháng cuối cùng Apaza có hoạt tính khá mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi đối với các loại peptit, loại này đại diện cho nhóm men thủy phân trung tính, môi trường tối thích

pH =5 – 7

Hệ men serin-proteaza điển hình là tripsin tồn tại nhiều trong nội tạng cá, nhất là trong tụy tạng Ở giai đoạn đầu của quá trình chế biến, chúng có tồn tại trong nước bổi nhưng hoạt động yếu ớt Đến tháng thứ hai trở đi hoạt tính của chúng tăng dần và đạt cực đại ở tháng thứ ba và thứ tư, sau đó giảm dần cho tới khi chượp chin

Men cathepsin bị ức chế bởi nồng độ muối cao Vậy để cathepsin hoạt động được ta phải áp dụng phương pháp cho muối nhiều lần, thủy phân từng đợt

Hệ men axit proteaza được tìm thấy trong thịt và nội tạng cá, đại diện cho

hệ này là cathepsin D và pepsin Hệ men này tồn tại trong thời giai đoạn ngắn của thời kì đầu thủy phân, người ta thấy chúng có mặt trong nước bổi, khoảng 24 giờ sau khi muối hòa tan thì hoạt tính của chúng giảm dần vì không chịu nổi mặn Hệ men này hoạt động mạnh nhưng bị ức chế bởi nồng độ muối cao [2]

2.4 Một số enzyme thương mại thường được sử dụng trong quá trình thủy phân protein

Protamex

Là protease của Bacillus (Bagsvaerd, Denmark) Enzyme này có hoạt tính

endoprotease Điều kiện hoạt động tối ưu của Protamex trong khoảng pH = 5,5–7,5 ở nhiệt độ 35 – 60 °C Protamex có hoạt tính 1,5 AU/g Enzyme này bị bất hoạt ở 85 °C hoặc cao hơn trong 10 phút và ở pH = 8 [37]

Flavourzyme

Flavourzyme mang hai hoạt tính endo và exoprotease, trong đó

exoprotease là chủ yếu, được sản xuất từ quá trình lên men chìm loài Aspergillus oryzae Enzyme này hoạt động thủy phân protein trong điều kiện trung tính hoặc

axít yếu Điều kiện hoạt động tối ưu của Flavourzyme 500MG là pH = 5,0 –7,0, nhiệt độ khoảng 50 °C – 55 °C Flavourzyme 500MG có hoạt độ 500 LAPU/g Flavourzyme có thể bị ức chế hoạt động ở 90 °C trong 10 phút hoặc 120 °C trong

5 giây Đây là một trong những enzyme khi thủy phân protein thu được dịch đạm

vị không đắng so với các loại enzyme thủy phân như Neutrase, Alcalase [46]

Alcalase 2,4 L

Là protease của Bacilluslicheniformis với hoạt tính endopeptidase Alcalase

là enzyme thương mại thuộc nhóm serine protease subtilisin A Hoạt độ của Alcalase 2,4L là 2,4 AU/g, bị ức chế ở pH thấp, điều kiện hoạt động tốt nhất của Alcalase là pH = 8, nhiệt độ 50 – 60 °C [37]

Neutrase

Là endoprotease được chiết từ vi khuẩn Enzyme này cắt protein ở mức độ vừa phải hoặc tạo thành các đoạn peptid Điều kiện hoạt động tốt của Neutrase 0,8L là pH = 5,5 – 7,5 ở nhiệt độ 45–55 °C Neutrase 0,8 L có hoạt độ 0,8 AU/g

và bị ức chế khi pH<4 [33]

Papain

Papain là một Cystein protease có ngồn gốc từ nhựa trái đu đủ Papain thủy phân protein thành các polypeptide, nó đóng vai trò vừa endoprotease vừa exopeptidase

Papain là enzyme chịu được nhiệt độ tương đối cao Ở dạng nhựa khô papain không bị biến tính trong 3 giờ ở 100 oC Ở dạng dung dịch, papain bị mất hoạt tính sau 30 phút ở 82,5 oC và nếu tăng nhiệt độ trên 100 oC thì sẽ mất hoàn toàn hoạt tính kể cả khi thêm lượng lớn chất hoạt hóa vào dung dịch vì cấu trúc tâm hoạt động của enzyme đã bị phá hủy hoàn toàn

Điều kiện hoạt động tối ưu:

Hoạt động thích hợp trong khoảng pH = 5,7-7,0

Nhiệt độ: 50 - 57 oC [6]

Bromelain

Bromelain là một Cystein protease, bromelain có trong toàn bộ cây dứa, nhưng nhiều nhất là trong quả dứa bromelain thuộc nhóm endoprotease có khả năng phân cắt các liên kết peptid nội phân tử protein để chuyển phân tử protein thành các peptid

Bromelain ở dạng tinh khiết thì nhạy với nhiệt độ: ở 5 oC, pH = 4-10, bromelain có hoạt tính tối đa trên Casein sữa trong 24 giờ; ở 55 oC, pH = 6 trong

20 phút hoạt tính giảm 20%

Biên độ pH cho sự hoạt động của bromelain là khá rộng, từ 3-10, nhưng

pH tối ưu thường nằm trong khoảng 5-8 tùy vào cơ chất [8]

Ficin

Ficin là một protese được tìm thấy trong dịch nhựa của những cây thuộc giống Ficus Các cây thuộc giống Ficus có tên gọi thông thường là Sung, Vải, họ Moraceae, bộ Urticales

Nhiệt độ để Ficin có hoạt tính 30 – 80 oC Nhiệt độ tối thích 50 – 65 oC Ficin không tan trong hầu hết các dung môi hữu cơ, nhưng tan một phần trong nước hoặc glycerin

Ficin có khoảng pH hoạt động rộng 4 – 9,5 pH tối thích của enzyme ficin phụ thuộc vào cơ chất thủy phân: với gelatin pH tối thích là 5, với casein pH tối thích là 9,5, hay hemoglobin pH tối thích là 7

Ficin dễ bị oxy hóa trong không khí ở dạng tươi, khi bị oxy hóa, dịch enzyme chuyển sang màu hồng hoặc nâu và hoạt tính xúc tác giảm xuống dưới tác dụng của các tác nhân oxy hóa, ficin bị mất hoạt tính [12]

2.5 Thủy phân protein bằng sự kết hợp hai ezyme

Quá trình thuỷ phân có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một enzyme đơn lẻ hoặc kết hợp hai enzyme Khi thuỷ phân bằng một enzyme protease thì độ thuỷ phân thường không cao do enzyme đó chỉ có một trong hai đặc tính, hoặc là endoprotease hoặc là exopeptidase Để nâng cao hiệu quả thuỷ phân cũng như chất lượng của sản phẩm thuỷ phân cần có sự kết hợp hai enzyme Việc sử dụng kết hợp hai enzyme gồm một endoprotease và một exopeptidase làm tăng thêm hiệu quả thuỷ phân và chất lượng của sản phẩm thuỷ phân tốt hơn so với chỉ sử dụng một enzyme đơn lẻ [33, 44]

Cơ sở khoa học của việc kết hợp hai enzyme là dựa vào bản chất của mỗi protease để kết hợp Protease được phân thành hai dạng là endoprotease và exoprotease Protamex, Alcalase có bản chất endoprotease thuỷ phân các liên kết peptit ở bên trong chuỗi polypeptit Flavourzyme và Corolase có tính exoprotease là chủ yếu nên cắt đứt các liên kết peptit ở hai đầu tận cùng của chuỗi polypeptit Exoprotease cắt liên kết peptit ở chỗ đầu mạch polypeptit có nhóm carboxyl tự do được gọi là carboxypeptidase Exoprotease cắt liên kết peptit ở đầu mạch polypeptit

có nhóm amin tự do được gọi là aminopeptidase Các endoprotease và exoprotease kết hợp rất hiệu quả trong việc thuỷ phân, trong đó chức năng chính của endoprotease là tạo ra một lượng lớn các chuỗi peptit có nhóm carboxyl và nhóm amin tự do để tạo điều kiện cho các exoprotease hoạt động [66] Vì vậy khi kết hợp giữa protease mang bản chất endoprotease và protease mang bản chất exoprotease thì thông thường quá trình thuỷ phân được thực hiện theo trình tự như sau: đầu tiên thuỷ phân bằng endoprotease trước, sau đó exoprotease được

bổ sung vào để tiếp tục thuỷ phân [33] Chẳng hạn khi kết hợp Protamex với Flavourzyme để thuỷ phân protein thì Protamex được cho vào trước, sau đó mới cho Flavourzyme vào sau để tăng hiệu quả của quá trình thuỷ phân

Yongsawatdigul và cộng sự đã đẩy nhanh quá trình thuỷ phân protein trong sản xuất nước mắm cá cơm bằng việc sử dụng kết hợp 2 enzyme Alcalase

và Flavourzyme Đầu tiên thuỷ phân cá cơm bằng Alcalase với tỉ lệ enzyme 0,25% ở nhiệt độ 60 °C trong 2 giờ, sau đó tiếp tục thuỷ phân bằng Flavourzyme với tỉ lệ enzyme 0,5% ở nhiệt độ 50 °C trong 4 giờ [69]

Enzyme Flavourzyme vừa có tính endoprotease vừa có tính exoprotease, nhưng Flavourzyme hoạt động không mạnh như một số enzyme khác như Alcalase, Protamex Vì vậy , để tăng quá trình thủy phân có thể kết hợp Alcalase với Flavourzyme hoặc Protamex với Flavourzyme Protamex và Flavourzyme có

ưu điểm là tạo ra sản phẩm không đắng [38, 46] Do đó, trong đề tài này chúng tôi chọn và sử dụng hai enzyme Protamex và Flavourzyme để thủy phân cá cơm

Thức ăn gia súc,

hoặc phân bón

Bao gói, bảo quản

độ, độ pH, nồng độ muối, cho thêm nước, xay nhỏ, đánh khuấy

Hướng thứ hai là cho thêm enzyme nhân tạo từ bên ngoài vào, hướng này

đã được nhiều người nghiên cứu nhưng còn nhiều tồn tại nên việc ứng dụng vào sản xuất còn nhiều hạn chế vì chưa đáp ứng được mùi vị của nước mắm

3.1.3 Mắm nêm

Công nghệ sản xuất mắm nêm đã có từ lâu đời, chủ yếu là theo kinh nghiệm dân gian truyền lại, mang đặc trưng của sản phẩm truyền thống Việt Nam nói chung và khu vực Đông Nam Á nói riêng

Quy trình sản xuất mắm nêm nguyên con từ cá Cơm

Cá cơm Rửa sạch, trộn muối

Ủ lên men Trộn thính

Ủ lên men Mắm nêm Bao gói Hình 1.6 Sơ đồ quy trình chế biến mắm nêm dạng nguyên con [11] Quy trình sản xuất mắm nêm dạng sệt từ cá cơm

Nguyên liệu

Xử lý Bổ sung nước, trộn muối

Lên men Bổ sung muối lần 2

3.1.4 Mắm tôm

Mắm tôm được sản xuất thành 3 dạng: đặc, sệt và lỏng Quy trình sản xuất gần giống nhau, chỉ khác nhau ở tỷ lệ muối, hàm lượng nước và quá trình phơi nắng Từ đó mà thời gian sản xuất và trạng thái của sản phẩm cũng khác nhau Quy trình sản xuất mắm tôm được mô tả theo quy trình:

Nguyên liệu

Xử lý

Ướp muối

Ép sơ bộ

Nghiền nhỏ

Lên men Sản phẩm Hình 1.8 Quy trình sản xuất mắm tôm [11]

3.1.5 Nước tương

Khô dầu

Nghiền

Phối liệu và trộn nước

Hấp chín, thanh trùng (1 atm trong 30 phút)

Làm nguội xuống 400C

Cấy bào tử Aspergillus oryzae

Lên men đến khi mốc chuyển sang mùa vàng

Thủy phân bằng enzyme nấm mốc 55 0C, >72h

Trích ly, điều vị thanh trùng, đóng chai Hình 1.9 Quy trình sản xuất nước tương sử dụng enzym protease [6]

3.2 Một số chất phụ gia thường được dùng trong quy trình sản xuất nước chấm

Muối

Muối ăn là chất kết tinh, hình khối lập phương màu trắng, không mùi, vị mặn, tan trong nước, trong glyxerin, ít tan trong cồn

Trọng lượng riêng của muối ăn là: 2,161

Điểm nóng chảy là 80,3 °C Điểm sôi là 1439 °C

Thành phần chủ yếu của muối ăn là NaCl chiếm 90 ÷ 98% Ngoài ra còn tồn tại một số hợp chất khác Tạp chất sẽ ảnh hưởng đến tính chất của muối và chất lượng sản phẩm Nên yêu cầu muối dùng trong thực phẩm phải có màu trắng, ở dạng tinh thể xốp, độ hoà tan cao không có vị chát Độ ẩm không quá 5%, độ tinh khiết trên 90%, lượng tạp chất không quá 2,5%

4.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới về nước mắm

Vai trò của enzyme proteaza trong sản xuất nước mắm

Enzyme thủy phân nội tại trong các loại cá có nguồn gốc từ cơ quan nội tạng hoặc mô cơ Các thuộc tính và hoạt động của các enzym nội tại tùy thuộc vào loài cá [18] và mùa đánh bắt cá [34]

Tác dụng của enzym tiêu hóa trong quá trình lên men nước mắm được nghiên cứu bởi Uyenco và các cộng sự Họ kết luận rằng enzyme tiêu hóa là tác nhân chính trong quá trình phân giải protein tạo nên sự khác biệt trong hàm lượng axit amin của sản phẩm cuối cùng [67]

Simpson và Haard phát hiện ra việc loại bỏ các nội tạng cá trích trước khi lên men sẽ làm giảm sự hình thành của peptide và các axit amin trong dịch nước mắm [62]

Raksakulthai quan sát thấy rằng các enzyme tiêu hóa đóng góp tích cực trong quá trình lên men nước mắm, vì tốc độ thủy phân protein của cá nguyên con cao hơn đáng kể so với cá đã moi nội tạng Tuy nhiên, chất lượng cảm quan của nước mắm sản xuất từ cá nguyên con hoặc cá đã moi nội tạng không có sự khác biệt rõ rệt [55]

Orejana và Liston nghiên cứu các enzyme phân giải protein trong quá

trình sản xuất nước mắm Philippines Họ báo cáo rằng, enzyme Tripsin hoạt động

mạnh trong vài ngày đầu của quá trình lên men Trong tháng đầu tiên enzyme hoạt động tối đa, sau đó bị suy giảm và duy trì hoạt động ở mức thấp trong suốt quá trình lên men còn lại [51]

Vo và cộng sự báo cáo rằng hoạt động của aminopeptidase trong nước

mắm sản xuất từ cá mịi là khá ổn định Trong 2 tháng đầu của quá trình lên men,

hoạt động của aminopeptidase mạnh, sau đĩ hoạt động của nĩ dần dần yếu đi

Cũng trong năm này Vo Van và cộng sự quan sát thấy rằng hoạt tính của

Cacboxypeptidase gần như biến mất hịa tồn sau vài ngày đầu của quá trình lên

men nước mắm từ cá mịi Họ kết luận rằng enzyme này khơng đĩng vai trị chính trong quá trình thủy phân protein cá thành các acid amin tự do và các peptit trong nước mắm [68]

Các enzyme cathepsin, peptidase, transaminase, amidases, aminoacid decarboxydase cĩ trong cơ thịt cá, chúng cĩ thể đĩng vai trị quan trọng trong quá trình lên men của nước mắm, đặc biệt là cathepsin [63]

Rosario và Maldo, nghiên cứu hoạt động của cathepsins trong quá trình

lên men của nước mắm Philippine Kết quả nghiên cứu cho thấy: trong quá trình

lên men, Cathepsin A và C là quan trọng trong sự phân giải protein Hoạt động của Cathepsin A tỷ lệ thuận vào số lượng của acid amin được tạo ra trong khi hoạt động của Cathepsin C tỷ lệ thuận với số lượng peptit cĩ trọng lượng phân tử

thấp trong nước mắm [56]

Mặc dù các vi sinh vật trong nước mắm khơng đĩng một vai trị quan trọng, nhưng các enzym từ những vi sinh vật này cĩ thể đĩng gĩp cho sự thủy phân protein trong quá trình lên men nước mắm [18, 59]

Sự hình thành các chất cĩ đạm trong quá trình lên men nước mắm

Trong quá trình thủy phân protein, hàm lượng nitơ axit amin tăng dần lên cho đến 4-5 tháng [67] Các thành phần đạm hịa tan đã được chuyển đổi thành các axit amin và amoniac

Các nghiên cứu về nước mắm Thái Lan của Kasemsarn và Sạsithi cho thấy nitơ hịa tan tăng trong suốt quá trình lên men, nitơ ammoniac tăng trong 6 tháng đầu tiên và sau đĩ vẫn khơng thay đổi trong suốt qua trình lên men [35, 59]

Sự thay đổi trong quá trình thủy phân protein chủ yếu trong vài tháng đầu tiên của quá trình lên men nước mắm, trong thời gian này đã cĩ sự thay đổi về lượng nitơ amin, protein hịa tan, sự tăng lên của axit amin và các peptit [49] Amoniac và các thành phần bay hơi khác tăng lên trong suốt quá trình lên men

Orejana cho rằng thời gian của quá trình lên men không nên kéo dài sau 5 tháng,

vì khi lên men vượt thời gian này sẽ làm tăng cường sự thủy phân axit amin thành ammoniac làm giảm chất lượng dinh dưỡng của nước mắm [49]

Nitơ trong nước mắm bao gồm chủ yếu là nitơ của các peptide và acid amin Phạm vi trọng lượng phân tử peptide được hình thành trong thời gian 40 ngày đầu tiên của quá trình lên men dao động từ 700 – 1500 dalton [51] Trong

thời gian 40 ngày đầu tiên của quá trình lên men, enzyme endopeptidases Trypsin là hoạt động tích cực nhất Trong giai đoạn 70 đến 140 ngày các peptit có

trọng lượng phân tử thấp tăng lên đáng kể, điều này chỉ ra rằng enzyme exopeptitdase hoạt động mạnh hơn ở giai đoạn này [50]

Nghiên cứu về vi sinh vật trong nước mắm

Một loạt các vi sinh vật đã được tìm thấy trong nước mắm Các loại vi sinh vật có thể có và các nguồn vi sinh vật tham gia trong quá trình lên men nước mắm đã được Orejana tóm tắt

 Các vi sinh vật tự nhiên có mặt trong cá chủ yếu là: pseudomonas và Achromobacter

 Vi sinh vật liên quan đến nước và môi trường: Clostridium và Escherichia

 Các vi sinh vật có ở muối biển và các phụ gia khác, ví dụ: Bacillus, Halobacterium và Micrococcus

Saisithi và cộng sự nghiên cứu sự biến đổi của vi sinh vật trong quá trình

lên men nước mắm Thái Lan (Nampla) Họ đã phân lập được 10 loài Bacillus, 1 loài coryneform, 2 loài Streptococcus và Micrococcus, 1 loài Staghylococcus [60]

Crisan và Sands nghiên cứu hệ vi khuẩn 4 loại nước mắm: Nampla, Patis, Koami, Onago,và đã phân lập được 11 loài vi khuẩn, 1 loài nấm men và 3 loài nấm sợi Phân lập từ Nampla ở các thời gian lên men khác nhau chủ yếu gồm có

các loài bacillus, trong khi nấm men, nấm sợi và vi khuẩn kị khí không được phân lập Trong Patis, vi sinh vật phân lập được chủ yếu bao gồm loài Bacillus, Micrococcus và nấm men Candida clausenic Koami một loại nước mắm được sản xuất từ tôm có loài Bacillus và chủng Penicillium notatum Trong Onago một sản phẩm nước mắm Nhật có mặt Bacillus, và hai loại nấm mốc Cladosporium

herbarum và Aspergillus fumigatus Crisan và Sand đã cho thấy loài trực khuẩn

là những vi sinh vật chiếm ưu thế trong nước mắm [24]

Sanceda và cộng sự đã nghiên cứu về thay đổi của các vi sinh vật trong nước mắm philippine (Patis) Vi khuẩn chiếm ưu thế trong suốt thời gian lên men

là các loài Bacillus Coagulans, Bacillus megatarium, Bacillus Subtilis được tìm thấy trong giai đoạn đầu, trong khi Bacillus licheniformis, Micrococcus Colpogenes và Staphylococcus epidermio đã được tìm thấy trong giai đoạn giữa

của quá trình lên men Các vi sinh vật chiếm ưu thế ở giai đoạn cuối của quá

trình lên men chủ yếu là các chủng kháng muối: Micrococcus roseus, Micrococcus varians và Staphylococcus Saprophyticus [57]

Fujii và Saikai đã báo cáo rằng các vi sinh vật chủ đạo dược phân lập từ

nước mắm Nhật Bản (Shotturu) là Vibrio và các loài Bacillus trong môi trường có chứa NaCl 2,5% Tuy nhiên khi muối được tăng lên 20% Halobacterium, Bacillus chiếm ưu thế [26]

Năm 1982, Ok và cộng sự nghiên cứu sự hình thành protease của một

chủng Bacillus ưa mặn được phân lập từ nước mắm Trung Quốc và Myanma

Các vi khuẩn phân lập được, có khả năng tăng trưởng trong môi trường có chứa NaCl 4M Độ pH và nhiệt độ thích hợp cho việc sản xuất enzyme là: pH = 7 và

44 oC có nghĩa là tương tự như các điều kiện lên men cho nước mắm ở khu vực Đông Nam Á [47]

Người ta tin rằng các vi sinh vật không đóng vai trò chính trong sự thủy phân protein cá vì số lượng của chúng giảm đều đặn trong quá trình lên men [29, 60, 50] Tuy nhiên, chúng đóng vai trò cho sự phát triển hương thơm của nước mắm

Beddows và cộng sự báo cáo rằng khi cá tươi và muối được trộn với nhau

và được lên men mà không có bất kỳ thời gian nào trải qua trước khi ướp muối thì ít có các acid béo bay hơi được hình thành, đặc biệt là: n-butyric acid [19, 20]

Sanceda và cộng sự từ các nghiên cứu về cá, có muối hoặc không có muối đã kết luận rằng: vi khuẩn có tham gia vào sự hình thành của các acid dễ bay hơi vì hầu hết các acid đạt hàm lượng rất cao trong cá được ủ mà không có muối [58]

Nghiên cứu đẩy mạnh quá trình lên men

Sản xuất nước mắm truyền thống, chủ yếu dựa vào quá trình tự phân giải protein dưới tác dụng của enzyme protease trong cơ thể cá Phương pháp này rất

tốn thời gian (6 - 12 tháng), và cần phải có sức chứa bảo quản lớn, không kinh tế

Để giảm bớt vốn đầu tư, người ta đã thực hiện nhiều nghiên cứu để thúc đẩy quá trình lên men, rút ngắn thời gian sản xuất bao gồm: tăng nhiệt độ lên men, sử dụng axit, thủy phân bằng kiềm, bổ sung enzyme, sử dụng vi khuẩn và enzyme của chúng…

Gildberg và cộng sự đã nghiên cứu sản xuất nước mắm từ cá cơm

(Stolephorus sp.) trong vòng 2 tháng bằng cách (điều chỉnh pH = 4) sử dụng axit

acetic và hydrochloric và làm giảm hàm lượng muối 5% đến 15% [27]

 Tăng nhiệt độ lên men:

Khi tăng nhiệt độ lên men của nước mắm thì tốc độ thủy phân protein thành acid amin tăng Tuy nhiên nhiệt độ chỉ có thể tăng lên 37 – 45 °C Vì nhiệt

độ cao hơn sẽ làm biến tính enzyme thủy phân protein, và làm tiêu hao năng lượng nếu thời gian gia nhiệt kéo dài

Orejana báo cáo rằng hàm lượng acid amin tự do có được trong nước mắm sau 14 tháng lên men ở nhiệt độ phòng (23 °C) có thể đạt được chỉ sau một tháng lên men ở nhiệt độ 37 °C [49]

Miyazawa và cộng sự nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên nước mắm sản xuất từ cá cơm Họ thấy rằng tỷ lệ phần trăm protein thủy phân sau 150 ngày là: 25,3%; 17,6%; 6,3%; 2,9% protein tổng ở 50 °C; 30 °C; 10 °C; 2 °C [40]

Ooshiro và cộng sự so sánh nước mắm lên men ở nhiệt độ phòng (24 oC) với nước mắm lên men ở nhiệt độ 37 °C và 50 °C Họ quan sát thấy rằng, lúc đầu, nồng độ của các acid amin và nitơ hòa tan trong mẫu 37 °C cao hơn so với mẫu tại nhiệt độ phòng Tuy nhiên, sau 153 ngày nồng độ của acid amin và nitơ hòa tan là tương tự nhau trong tất cả các sản phẩm [48]

Chayovan và cộng sự cho rằng nhiệt độ tối ưu cho sản xuất nước mắm thương mại là 37 °C [22, 23] Tuy nhiên, việc phơi nắng trong quá trình lên men của các nước

ở Đông Nam Á mang lại kết quả thủy phân protein nhanh hơn

 Sử dụng acid:

Thêm acid ở nhiệt độ môi trường xung quanh sẽ kích thích hoạt động của enzyme thủy phân protein có tính acid, như pepsin được tìm thấy nhiều trong dạ dày cá

Beddows và Ardeshir đã nghiên cứu việc sử dụng HCl trong sản xuất nước mắm Họ báo cáo rằng điều kiện tối ưu là: pH = 2 và muối 10% (W/W) hoặc pH

= 3 và muối 15% (W/W), sự thủy phân bằng axit xảy ra nhanh hơn so với phương pháp lên men truyền thống, nhưng sản phẩm cuối cùng có hương thơm rất ít [19]

 Thủy phân kiềm:

Quá trình thủy phân protein cá được tăng cường nếu cá được điều chỉnh đến độ pH kiềm và sau đó trung hòa Tuy nhiên, phương pháp này ảnh hưởng xấu đến chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm cuối cùng nên không được khuyến khích cho chế biến thực phẩm [25, 30]

 Bổ sung enzyme:

Các protease thương mại từ thực vật như: Bioprase, Pronase, Papain, Bromelin và Ficin, tất cả đã được nghiên cứu để bổ sung vào cá nhằm đẩy nhanh quá trình lên men trong sản xuất nước mắm

Murayama và cộng sự báo cáo rằng việc bổ sung Bioprase và Pronase giảm thời gian lên men xuống còn 70 ngày và chất lượng nước mắm tốt [42] Năm 1972, Guevara và cộng sự sử dụng Papain trong sản xuất nước mắm Philippines (Patis) và báo cáo rằng thời gian lên men giảm xuống 4 -7 ngày mà không có bất kỳ ảnh hưởng có hại lên hương vị của nước mắm [28]

Beddows và cộng sự đã cho thấy, mức độ phân giải protein cao trong quá trình lên men cá thu ở 38 oC có chứa 0,2% Bromelin [21]

Beddows và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng của việc thêm: Bromelin (0,8%), Papain (2,75%) và Ficin (2,5%) lên tốc độ thủy phân protein Qua đó, họ thấy Bromelin cho các kết quả tốt hơn so với Papain hoặc Ficin Với việc bổ sung Bromelin thì lượng protein cá được hòa tan trong 18 – 21 ngày ở 33 oC là cao hơn so với sử dụng Papain và Ficin Sự phân bố nitơ là tương tự như phương pháp lên men truyền thống Nhưng sản phẩm cuối cùng thiếu mùi thơm [19]

Ở Nhật Bản, Miyazawa và cộng sự đã nghiên cứu nước mắm sản xuất từ

cá cơm, được lên men với muối 20 % và thêm “Koji” (35%) hoặc pronase (0,5%)

ở 30 °C trong 150 ngày Việc bổ sung “Koji” đã ảnh hưởng rõ rệt lên sự hình thành của các acid amin tự do, trong khi ảnh hưởng của pronase thủy phân protein là không đáng kể [40]

Ooshiro và cộng sự đã nghiên cứu việc sử dụng papain, bromelin và trypsin trong sản xuất nước mắm từ cá mòi Kết quả tối ưu là sử dụng papain 0,3% tại pH = 5,2 ở 37 °C với muối 25% Màu sắc và vị cuối cùng của sản phẩm

là tốt nhưng không có mùi thơm đặc trưng của nước mắm Hơn nữa quá trình lên men kéo dài (340 – 350) ngày [48]

Raksakulthai và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme thủy phân protein (protease của nấm mốc, pronase, trypsin, chymotripsin protease của mực) hoặc gan tụy mực lên sản xuất nước mắm Kết quả cho thấy khi lên men được thực hiện bằng cách sử dụng cá xay nhỏ trộn với muối tỷ lệ 4:1, nhiệt độ: 20 –

250C và gan, tụy mực (2,5%), thì cho nước mắm có chất lượng tốt Việc bổ sung các chế phẩm enzyme khác nhau vào cá đã làm tăng nhanh tốc độ thủy phân protein với hàm lượng axit amin tự do cao hơn, nhưng không làm tăng sản lượng nước mắm [55]

Nước mắm được sản xuất từ việc bổ sung gan, tụy mực được chấp nhận và

ưa thích hơn so với Patis thương mại Tuy nhiên, việc bổ sung gan tụy mực đã không cải thiện được thời gian lên men

Các nghiên cứu đã cho thấy protease nội tạng đã thúc đẩy sự hòa tan protein trong cá Tuy nhiên, proteinase hoạt động giảm dần trong quá trình lên men nước mắm do hàm lượng muối cao (25% NaCl) [64] Do đó, bổ sung các nội tạng như là một nguồn của proteinase có thể không phải là một biện pháp hiệu quả để thúc đẩy hòa tan protein

 Sử dụng vi khuẩn hoặc các enzyme của chúng

Ok và cộng sự đã nghiên cứu khả năng đẩy nhanh quá trình lên men nước mắm bằng việc bổ sung các vi khuẩn ưa mặn Khi thêm Bacillus C1 và C6 (phân lập từ nước mắm của Trung Quốc) vào hỗn hợp cá mòi và muối ở 30 °C thì thời gian lên men giảm xuống 3 tháng [47]

Nakano và cộng sự đã sử dụng protease từ vi khuẩn ưa mặn Psedomonas

để làm giảm thời gian lên men nước mắm Kết quả chỉ ra rằng các enzyme có thể làm giảm thời gian lên men từ 1,5 – 3 năm đến 3 – 6 tháng và sản phẩm có chứa acid amin có giá trị dinh dưỡng với hàm lượng cao [43] Kiểm tra cảm quan cho thấy rằng các nước mắm có chất lượng tốt so với sản phẩm thương mại

4.1.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới về sự thủy phân protein bằng enzyme proteaza

Liaset và cộng sự đã nghiên cứu thu hồi nitơ từ xương cá hồi Atlantic từ quá trình thủy phân bằng enzyme Protamex Xương cá hồi được xay nhỏ và thủy phân với điều kiện tỷ lệ nguyên liệu/nước là 1,16 : 1, tỷ lệ enzyme/cơ chất là 90 AU/ Kg, pH là 6,5 và nhiệt độ nghiên cứu từ 35 °C đến 70 °C Kết quả nghiên cứu cho thấy khi thủy phân ở chế độ đó thì hiệu suất thu hồi nitơ tăng theo nhiệt

độ, đạt cao nhất tại 50 °C với 53,5% khi nhiệt độ càng tăng cao hơn nửa thì hiệu suất thu hồi nitơ lại giảm [37]

Liaset và cộng sự nghiên cứu thủy phân xương cá hồi bằng enzyme Protamex ở điều kiện nhiệt độ 55 °C, pH tự nhiên là 6,5, nồng độ enzyme là 11,1 AU/kg protein thô, thời gian thủy phân 6 giờ Kết quả thu được sản phẩm thủy phân giàu các axít amin không thay thế [38]

Nilsang và cộng sự nghiên cứu sử dụng hai loại enzyme protease là Flavourzyme 1000L và Kojizyme 800L bổ sung để thủy phân dịch thải từ qui trình

cá ngừ đóng hộp để thu dịch đạm Kết quả nghiên cứu cho thấy điều kiện tối ưu khi

sử dụng Flavourzyme là ở nhiệt độ 45 °C, nồng độ enzyme là 50 LAPU/g protein, nồng độ cơ chất 20% (w/w), pH tự nhiên = 5,9 – 6,0, thời gian thủy phân sau 6 giờ thì DH đạt 62% Với Kojizyme 800L, điều kiện tối ưu là ở nhiệt độ 50 °C, nồng độ enzyme là 40LAPU/g protein, nồng độ cơ chất 20% (w/w), pH tự nhiên =5,9 – 6,0, thời gian thủy phân sau 6 giờ thì độ thủy phân đạt 68% [46]

Lian và cộng sự nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân phế liệu mực bằng enzyme Flavourzyme và Protamex Kết quả nghiên cứu cho thấy với nhiệt

độ 50 °C, thời gian thủy phân 6 giờ thì hàm lượng axít amin tự do của sản phẩm thủy phân đạt cao nhất 24,8% so với mẫu đối chứng 8,2% [36]

Slizyté và cộng sự khi nghiên cứu quá trình thủy phân nội tạng cá Tuyết bằng enzyme Neutrase với tỷ lệ 0,3%, thời gian thủy phân 1h, ở nhiệt độ 50 °C thì thu được bột protein thủy phân có hàm lượng ẩm 3,9%, protein thô 83,5%, lipit 3,0%, tro 12,4% [65]

Sathivel và cộng sự nghiên cứu thủy phân đầu cá hồi đỏ bằng các loại enzyme thương mại như Alcalase, Flavourzyme 500L, Palatase 2000L và Neutrase Các tác giả này đã nghiên cứu ảnh hưởng của các loại enzyme khác

nhau và thời gian thủy phân khác nhau (25, 50, 75 phút) đến tính chất chức năng

và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm thủy phân đầu cá hồi đỏ Khi thủy phân đầu

cá hồi bằng enzyme Alcalase (0,5%) ở nhiệt độ 50 °C, trong thời gian 75 phút thì thu được bột protein thuỷ phân có rất nhiều axít amin trong đó hàm lượng Isoleucine (3,71 g/100g protein) , Phenylalanine (4,07 g/100g protein), hàm lượng Leucine (6,69g/100g protein),và Lysine (7,39g/100g protein) Tổng số axít amin

là 98,74 g/100 g protein [61]

Ovissipour và cộng sự đã nghiên cứu: “Tối ưu hóa sự thủy phân phế liệu

cá tầm Beluga Huso bằng enzyme Alcalase” Kết quả nghiên cứu đã xác định được các điều kiện tối ưu là: 50°C, 120 phút Chế độ thủy phân này cho sản phẩm thủy phân có hàm lượng protein tương đối cao (66,43%) và lipid thấp (1,34%) [53]

Ho và cộng sự đã nghiên cứu thuỷ phân cá thu bằng Alcalase và Flavourzyme, nồng độ enzyme/protein là 3%, thời gian thủy phân 1 và 4 giờ Kết quả nghiên cứu cho thấy các sản phẩm thủy phân sau 1 và 4 giờ có hàm lượng peptid và các axít amin khác nhau Mẫu thủy phân bằng Flavourzyme có hàm lượng axít amin tự do cao hơn mẫu dùng Alcalase Mẫu 4 giờ có hàm lượng axít amin tự do cao hơn mẫu 1 giờ [32]

Ovissipour và cộng sự đã nghiên cứu sản xuất sản phẩm thủy phân protein

từ đầu cá ngừ vây vàng Thunnus albacares sử dụng enzyme Alcalase và

Protamex Tỉ lệ enzyme là 1,5%, pH tự nhiên, tỷ lệ nguyên liệu/nước (w / v) 1:1 Kết quả cho thấy theo thời gian thủy phân thì độ thủy phân càng cao Độ thủy phân, hàm lượng protein và axít amin trong sản phẩm thủy phân thu được khi sử dụng enzyme Alcalase cao hơn so với enzyme Protamex [54]

Luan và Li-jiao đã nghiên cứu công nghệ thủy phân thịt nghêu bằng sự kết hợp các loại enzyme proteaza Giai đoạn đầu thịt nghêu được thủy phân bằng sự kết hợp giữa proteaza trung tính và trypsin, giai đoạn sau được thủy phân bằng Flavourzyme Kết quả cho thấy tỷ lệ kết hợp tối ưu của protease trung tính và trypsin là 3:1 và các điều kiện thủy phân tối ưu của Flavourzyme như sau: nồng

độ enzyme 1000U/g nguyên liệu, nhiệt độ thủy phân 55°C, thời gian 5 giờ và pH=5 Với điều kiện này độ thủy phân là 55,97% [39]

Motamedzadegan và cộng sự đã nghiên cứu “Tối ưu hóa chế độ thủy phân nội tạng cá ngừ vây vàng Thunnus albacares bằng enzyme Neutrase” Kết quả

chỉ ra rằng khi sử dụng enzyme Neutrase để thủy phân nội tạng cá ngừ vây vàng

Thunnus albacares thì các thông số tối ưu là nồng độ enzyme 37 AU / kg protein,

pH tự nhiên của bản thân nguyên liệu, nhiệt độ 50 °C, và thời gian 60 phút Với các thông số thích hợp này thì sản phẩm thuỷ phân thu được có độ thủy phân (DH) 35%, sản phẩm thủy phân có hàm lượng protein cao 74,56% và hàm lượng lipid thấp 1,86% và được sử dụng làm thức ăn trong nuôi trồng thủy sản [41]

Nguyen và cộng sự đã nghiên cứu sự thủy phân phế liệu cá ngừ bằng enzyme Protamex và đặc tính sinh hóa của sản phẩm thủy phân” Sự thủy phân đầu, nội tạng, đuôi cá ngừ được thực hiện ở nhiệt độ 45 oC, tỷ lệ nước/nguyên liệu

= 1/1, tỉ lệ enzyme 0,1%, pH tự nhiên, thời gian 12h Kết quả nghiên cứu đã cho thấy độ thủy phân của đầu, nội tạng và đuôi lần lượt là 32,3%, 16,8% và 22,2% Hiệu suất thu hồi nitơ trong sản phẩm thủy phân từ đầu, nội tạng và đuôi lần lượt

là 73,6%, 82,7%, 85,8% [45]

Herpandi và công sự đã nghiên cứu sự thuỷ phân cá ngừ vằn bằng các proteaza: Alcalase, Protamex, Neutrase và Flavourzyme với tỷ lệ enzyme là 0,5,

1, 1,5 và 2% so với khối lượng của nguyên liệu trong thời gian cho 60, 120, 180

và 240 phút Kết quả cho thấy thời gian dài với tỷ lệ enzyme cao đã làm tăng độ thủy phân Alcalase cho độ thủy phân cao nhất trong số tất cả các proteaza, tiếp theo là Protamex, Flavourzyme và Neutrase [31]

4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước về nước mắm và sự thủy phân protein bằng enzyme proteaza

4.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước về nước mắm

Từ năm 1960 tới năm 1965 đã nhiều đơn vị trong nước đẩy mạnh công tác nghiên cứu về nước mắm như: trường Đại học Thủy sản (bộ môn chế biến), Viện nghiên cứu thực phẩm Bộ công nghiệp nhẹ, Trường Đại học Tổng hợp (bộ môn sinh hóa, vi sinh), Trạm nghiên cứu cá biển Tổng cục thủy sản… đã đề ra nhiều phương án khác nhau để nghiên cứu rút ngắn thời gian chế biến nước mắm Kết quả đã rút ngắn được phần nào thời gian thủy phân cá, nhưng vấn đề hương vị của nước mắm chưa giải quyết được

Các nghiên cứu của Việt Nam trong những năm đó đã rút ra được các kết luận như sau:

- Nhiệt độ thủy phân thịt cá (cá biển) tốt nhất khoảng trên dưới 45 °C

- Áp dụng phương pháp cho muối nhiều lần tác dụng phân giải thịt cá nhanh hơn cho muối một lần Trước hết cho muối nhiều lần và gài nén, sau đó tiếp tục đánh khuấy là tốt nhất Nhưng nếu cho muối nhiều lần mà không khống chế tốt quá trình phân giải thì đạm thối cao hơn là cho muối một lần

- Nguyên liệu được băm nghiền, đập dập có tác dụng rút ngắn được thời gian chế biến chượp hơn cá nguyên con [16]

- Trong điều kiện ướp muối tự nhiên, pH sẽ dao động trong khoảng trên dưới 6 là tốt nhất, tuy ở phạm vi pH đó không có ưu tiên phát triển loại men nào nhưng cả hai loại men chính là pepsin và trypsin đều hoạt động được, mặt khác lại có tác dụng ức chế hoạt động của vi sinh vật gây thối rữa [2]

Trần Thị Luyến và Đặng Văn Hợp đã công bố ảnh hưởng của rỉ đường và sục khí đến hàm lượng nitơ, axỉt amin trong dịch chượp Ở điều kiện có bổ sung

rỉ đường và sục khí ở mẫu thí nghiệm, thì hiệu suất thu hồi đạm tăng lên 81,81% trong khi mẫu đối chứng chỉ thu được 69,14%, hiệu suất thu hồi axit amin đạt 98,04%, so với 82,19% ở mẫu đối chứng [9]

Đặng Văn Hợp đã phân lập tuyển chọn nuôi cấy và thu nhận chế phẩm

proteaza kỹ thuật từ chủng nấm mốc A.orizae A4 Chế phẩm proteaza thu được từ

chủng này, hoạt động tối thích ở nhiệt độ 500C; pH = 6,5 và nồng độ muối dưới 11% Khi ứng dụng sản xuất nước mắm ngắn ngày, với tỷ lệ protease 0,1% tỷ lệ muối ban đầu là 8% và cứ sau 3 ngày thì bổ sung muối một lần, mỗi lần 3% cho đến khi đủ muối thì thời gian thủy phân là 15 – 20 ngày nếu chượp được tiếp nhiệt tự nhiên và 7 ngày nếu chượp được tiếp nhiệt nhân tạo, giữ ổn định ở 52

°C Hiệu suất thu hồi đạm tăng 20% so với phương pháp cổ truyền Đồng thời tác giả cũng đã phân lập được 6 chủng vi khuẩn hình que trong điều kiện yếm khí từ chượp cá cơm chín, có khả năng lên men sinh hương nước mắm trên môi trường nước cá – pepton Sáu chủng vi khuẩn này thuộc giống Bacillus, họ Bacillaceae,

bộ Eubacteriales, lớp Schizomicetes Chúng có khả năng phát triển và hoạt động lên men tốt ở 37 oC, pH = 7 Nồng độ muối 0,75% trên môi trường nước cá – pepton [5]

Lê Quốc Nam đã nghiên cứu sự biến đổi về hương vị và màu sắc của nước mắm trong quá trình bảo quản đã kết luận rằng: trong điều kiện bảo quản yếm khí, thì quá trình biến đổi về màu sắc và mùi vị diễn ra chậm chạp, thời gian bảo quản càng lâu thì máu càng đậm, hương thơm càng giảm và vị càng đậm đà hơn Hàm lượng đạm tổng quát dường như không biến đổi, nhưng đạm axit amin, đạm thối và hàm lượng tổng bazơ bay hơi tăng chậm dần trong suốt thời gian bảo quản Trong điều kiện bảo quản hiếu khí thì tốc độ của quá trình biến đổi về màu sắc và hương vị của nước mắm xảy ra rất rõ rệt Màu đậm nhanh, hương giảm mạnh, vị biến đổi có chậm hơn, và nếu kéo dài thì màu đen sẫm lại và dần dần xuất hiện mùi vị lạ, mùi khét và vị đắng [10]

4.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước về sự thủy phân protein bằng

enzyme proteaza

Tại Việt Nam, những năm gần đây đã có rất nhiều công trình nghiên cứu

về sự thủy phân protein bằng enzyme, các công trình này thường tập trung vào nghiên cứu thủy phân cơ chất có giá trị kinh tế thấp để tạo ra sản phẩm có giá trị gia tăng cao, điển hình có các công trình nghiên cứu sau:

Trần Thị Xô và Đặng Thị Mộng Quyên đã thực hiện đề tài "Nghiên cứu tận dụng các phế liệu để sản xuất sản phẩm dẫn mùi giàu đạm dùng trong thức ăn nuôi tôm, cá" Với công nghệ sản xuất đơn giản sử dụng chất xúc tác Enzyme của

vi khuẩn đã phân lập được bổ sung vào phế liệu thủy sản (đầu, xương cá), chúng

sẽ tự tách phần thịt ra khỏi xương Với phần thịt được cô đặc giàu chất đạm trộn với thức ăn cho tôm, phần xương được làm sạch, sấy khô, nghiền thành bột khoáng dùng cho chăn nuôi gia súc [17]

Vũ Ngọc Bội đã phân lập tuyển chọn, tối ưu hóa môi trường nuôi cấy và

thu nhận chế phẩm proteaza từ chủng B.Subtilis S 5 Chế phẩm proteaza thu được

từ chủng này hoạt động tối thích ở nhiệt độ 55 °C; pH = 6 – 6,5 Tác giả đã nghiên cứu thử nghiệm thủy phân protein thịt các cơm bằng enzyme proteaza từ chủng này trong chế biến nước mắm với tỷ lệ chế phẩm 0,2% so với cá, sau 6 giờ thủy phân mới cho muối lần đầu là 5% so với cá, phơi nắng đánh đảo và cứ 6 giờ lại cho thêm 5% muối cho đến khi đủ 25% muối Kết quả thí nghiệm và so sánh cho thấy mẫu thí nghiệm có thời gian thủy phân ngắn hơn, hàm lượng, thành phần các axit amin cao hơn và lượng nước cốt rút ra được cao gấp 1,18 lần so với mẫu đối chứng được sản