Nghiên cứu ứng dụng phương pháp enzyme vào cải tiến quy trình sản xuất nước mắm

Tuy nhiên, mỗi loại enzyme tách chiết từ các nguồn khác nhau có hoạt tính thuỷ phân phân cắt protein khác nhau, điều kiện phản ứng khác nhau pH tối ưu, nhiệt độ tối ưu…, tính chịu mặn kh

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ %

MỞ ĐẦU

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

Nước mắm là một loại gia vị và cũng là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Trong bữa ăn hàng ngày của người dân Việt Nam thường không thể thiếu nước mắm Nước mắm Việt Nam đã được phát triển từ lâu đời cùng với lịch sử phát triển của dân tộc và mang bản sắc đặc thù của dân tộc Việt Nam Nước mắm hấp dẫn mọi người bởi hương vị đậm đà và giá trị dinh dưỡng cao

Xã hội ngày càng phát triển, việc sản xuất cũng theo đó mà phát triển theo, xưa kia sản xuất chỉ phục vụ cho gia đình và nhân dân quanh vùng, dần cung cấp cho cả nước Tuy nhiên, xu hướng của nước ta hiện nay và của cả thế giới là phải hội nhập quốc tế; do đó mà sản phẩm thủy sản nói chung và nước mắm nói riêng không chỉ đáp ứng thị trường trong nước mà còn phải đáp ứng thị trường nước ngoài; muốn vậy sản phẩm phải đảm bảo về chất lượng cũng như

số lượng đồng thời hạ giá thành

Nước mắm được sản xuất từ cá và muối không chỉ được sử dụng rộng rãi

ở Việt Nam, mà hiện nay còn được ưa chuộng ở nhiều nước trên thế giới Tương

tự như nước mắm, các nước trên thế giới cũng có một số loại nước chấm khác như: Shottusuru ở Nhật, Nampla ở Thái Lan,…nhưng với phương pháp khác nhau thì sản phẩm có mùi vị không giống nhau

Nước mắm được chế biến theo phương pháp cổ truyền ở Việt Nam có mùi

vị thơm ngon đặc trưng, tuy nhiên, nó có nhược điểm là độ đạm không cao, chu

kỳ sản xuất quá dài (từ 1 năm đến 2 năm hoặc có thể lâu hơn), năng suất không cao, giá thành sản phẩm cao vì vậy không kinh tế Vài chục năm gần đây, có nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước nhằm rút ngắn thời gian chế biến và nâng cao chất lượng nước mắm, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường trong

và ngoài nước Trong đó tiêu biểu là: sử dụng enzyme trong quá trình sản xuất

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ &

nước mắm nhằm rút ngắn thời gian lên men, nghiên cứu giải quyết hương vị cho mắm để thích hợp với từng thị trường khác nhau, từng bước cơ giới hoá quá trình sản xuất tiến dần đến tự động hoá trong nghề sản xuất nước mắm

Quảng Ninh là một tỉnh miền núi - duyên hải, chạy dọc ven biển với chiều dài hơn 300km, là nơi cung cấp nguồn thủy - hải sản lớn của khu vực phía bắc Nghề đánh bắt cá vì thế cũng phát triển mạnh, theo đó nghề sản xuất nước mắm cũng hình thành và phát triển sớm Hiện nay, Quảng Ninh có một số cơ sở sản xuất, chế biến nước mắm, trong đó có 2 cơ sở sản xuất nước mắm có thương hiệu như Công ty cổ phần thủy sản Cái Rồng, Công ty Cổ phần thủy sản Đại Yên Tuy nhiên, phần lớn các cơ sở sản xuất nước mắm ở Quảng Ninh hiện nay đang sản xuất theo phương pháp truyền thống, thời gian sản xuất kéo dài, lượng đạm thu hồi không cao, do đó hiệu quả kinh tế chưa cao Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu lựa chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp enzyme vào cải tiến quy trình sản xuất nước mắm” nhằm đưa tiến bộ khoa học công nghệ vào thực tiễn, nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất nước mắm, góp phần thúc đẩy kinh tế chung của tỉnh Quảng Ninh, nâng cao đời sống xã hội cho người dân làng nghề, tiếp tục phát huy thế mạnh của Tỉnh về khai thác và chế biến thuỷ sản đồng thời tạo thương phẩm cho nước mắm Quảng Ninh

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ∋

PHẦN I: TỔNG QUAN

1 Nước mắm

Nước mắm là một sản phẩm do thịt cá ngâm dầm trong nước muối mặn, phân giải từ protein phức tạp đến protein đơn giản và cuối cùng là các acid amin nhờ tác dụng của enzyme có sẵn trong thịt và hệ tiêu hóa của cá, làm cho nước mắm có mùi vị đặc trưng Quá trình hình thành nước mắm là một quá trình phức tạp gồm quá trình đạm hóa, quá trình phân giải đường trong cá thành acid, quá trình phân hủy một phần amino acid dưới tác dụng của vi khuẩn có hại, tiếp tục

bị phân hủy thành những hợp chất đơn giản như amin, amoniac, cacbonic hydrosunfua…

Nước mắm được sản xuất từ cá và muối không chỉ được sử dụng rộng rãi

ở Việt Nam mà còn được ưa chuộng tại nhiều nước trên thế giới Đặc biệt, nước mắm được sản xuất ở hầu hết các nước Châu Á Mỗi nước có điều kiện sản xuất khác nhau tạo ra sản phẩm có giá trịnh dinh dưỡng và giá trị cảm quan khác nhau mang hương vị riêng đặc trưng cho từng quốc gia, dân tộc

Bảng 1: Tên các loại nước mắm và tỷ lệ phối trộn tạo sản phẩm ở các nước khác nhau

Hàn Quốc Jeot – kal Tỷ lệ 4 : 1 = Cá : Muối (6 tháng)

Việt Nam Nước mắm Tỷ lệ 3: 1 - 3 : 2 = Cá : Muối ( 4 - 12 tháng)

Thái Lan Nam – pla Tỷ lệ 5 : 1 = Cá : Muối (5 - 12 tháng)

Malaysia Budu Tỷ lệ 5 : 1 - 3 :1 = Cá : Muối + đường + me ( 3 - 12 tháng)

Philippine Patis 3 : 1 - 4 : 1 = Cá : Muối (3 - 12 tháng)

Bruma Ngapi 5 : 1 = Cá : Muối (3 - 6 tuần)

1.1 Tổng quan về giá trị dinh dưỡng

Nước mắm hấp dẫn mọi người bởi hương vị đậm đà và giá trị dinh dưỡng cao (chứa 13 loại acid amin, vitamin B)

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ (

+ Đạm amoniac: càng nhiều nước mắm càng kém chất lượng

Ngoài ra, trong nước mắm còn chứa đầy đủ các acid amin, đặc biệt là các acid amin không thay thế: valin, leucin, methionin, isoleucin, phenylalanin, alanin, vv tuy nhiên thành phần, hàm lượng, tỷ lệ các chất dinh dưỡng của nước mắm còn phụ thuộc vào nguyên liệu cũng như quá trình chế biến

• Các chất bay hơi

Đóng góp chính vào việc hình thành nên hương vị đặc trưng của nước mắm là các chất bay hơi, hàm lượng các chất bay hơi trong nước mắm mg/100g nước mắm như sau:

- Các chất cacbonyl bay hơi: 407-512 (formaldehyde)

- Các acid bay hơi: 404-533 (propionic)

- Các amin bay hơi: 9,5-11,3 (izopropylamin)

- Các chất trung tính bay hơi: 5,1-13,2 (acetaldehyde)

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ )

Nước mắm chủ yếu được sản xuất từ các loại cá biển nhỏ như: cá nục, cá tráp, cá liệt, cá tạp… là những loài cá có giá trị kinh tế thấp Tuy nhiên, việc sử dụng loại cá gì cho sản xuất còn phụ thuộc vào từng khu vực, từng mùa vụ khác nhau Những cơ sở sản xuất có nguồn nguyên liệu truyền thống là cá Cơm thì nước mắm thành phẩm có hương vị thơm ngon đặc trưng hơn, còn những cơ sở sản xuất nước mắm đa số sản xuất từ nguồn nguyên liệu cá tạp thì nước mắm thành phẩm có hương vị kém đặc trưng, do đó phải kéo rút qua chượp gây hương để bổ sung hương vị Sở dĩ nước mắm được làm từ cá Cơm cho hương vị thơm ngon hơn cả là do một số nguyên nhân sau:

- Cá cơm là loài cá ăn nổi, hoạt động mạnh nên thành phần của cá ít mỡ Trong sản xuất không tạo lớp máng mỡ dày, do đó mùi vị ôi khét ít xảy ra

- Cá cơm nói riêng và cá tầng nổi nói chung có hoạt tính enzyme protease trong thịt và ruột cá cao hơn các loại cá khác nên quá trình thủy phân xảy ra nhanh hơn Vì vậy, cùng một thời gian sản xuất (6 – 12 tháng) thì ở các bể chượp có nguyên liệu là cá cơm, việc thủy phân diễn ra triệt để hơn, không còn mùi vị tanh ngái của cá

- Cá cơm có kích thước nhỏ hơn các loại cá khác nên dễ thủy phân

Các loài cá khác như cá Nục, cá Nhâm, mặc dù hương vị nước mắm thành phẩm được tạo ra từ 2 loại cá này không thơm bằng cá cơm song nó cũng được phần lớn cơ sở sản xuất nước mắm lựa chọn, nguyên nhân chính là các loài cá này có nguồn cung cấp dồi dào, giá thành rẻ, dễ kiếm Mặt khác, nước mắm được làm từ cá Nhâm cho màu nước mắm đẹp nhất (màu cánh dán), cá Nục cho lượng nước mắm cốt nhiều hơn

* Vì cá là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất ra nước mắm nên ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng nước mắm, do đó khi lựa chọn cá để làm mắm, cần phải đạt các yêu cầu sau:

- Nên sử dụng loại cá gầy, có hàm lượng lipit thấp (nên < 0,1%)

- Nên sử dụng các loại cá có kích thước nhỏ vì như vậy sẻ không tốn nhân công cho công đoạn xử lý nguyên liệu, đồng thời kích thước nhỏ diện tích bề mặt tiếp xúc giữa muối sẽ tăng lên làm cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh chóng

- Tuyệt đối không dùng các loại cá có chứa độc tố để làm nguyên liệu chế biến nước mắm Như trong cá nóc có độc tetrodotocxin, theo nghiên cứu mới nhất của viện Hải Dương Học Nha Trang thì độc tố tetrodotocxin không bị thủy phân trong quá trình chế biến nước mắm và không mất đi khả năng gây độc tố cho người sử dụng

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ∗

- Không dùng các loại cá có chứa tỉ lệ cơ thịt đỏ cao như cá ngừ, cá thu,

cá sòng…vì trong thành phần của cơ thịt đỏ có chứa nhiều acidamin histidin, đây là một tiền chất của amin histamin, một amin có khả năng gây ngộ độc cao Hàm lượng histamin > 20mg/100g thì gây ngộ độc, hàm lượng nhỏ hơn thì gây đau đầu chóng mặt, nếu bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn 5oC thì chỉ một lượng ít histamin được hình thành, nhưng nếu trong điều kiện nhiệt độ 15 – 20oC thì một lượng lớn histamin được tạo thành Trong quá trình thủy phân protein thịt cá, có một số loài vi sinh vật cũng có khả năng chuyển hóa histidin thành histamin

1.2.2 Muối

Muối là nguyên liệu quan trọng thứ hai sau cá, nếu không có muối thì cũng không tạo thành nước mắm, do đó nguyên liệu muối cũng được lựa chọn phù hợp Muối có rất nhiều loại, dựa vào nguồn gốc có thể chia ra các loại: muối

mỏ, muối biển, muối giếng Do đặc điểm nước ta có bờ biển dài, khí hậu nhiệt đới gió mùa nên muối được sản xuất từ biển là phương pháp phổ biến nhất và thu được năng suất cao Thành phần hóa học của muối sẻ ảnh hưởng tới chất lượng mùi vị của nước mắm

1.2.2.1 Thành phần của muối ăn

Thành phần của muối chủ yếu là NaCl, ngoài ra ít nhiều đều có tạp chất Những tạp chất này có thể chia làm hai loại:

+ Những chất không có hoạt tính hóa học như nước và các chất không hòa tan như sỏi, cát ,v.v

+ Những chất có hoạt tính hóa học như: hợp chất Clor của Ca2+, Mg2+,

Fe2+, Fe3+ và muối của gốc sulfat, các chất này có vị đắng và chát, chúng làm giảm độ thẩm thấu của muối vào cá [12]

Bảng 2: thành phần hoá học và phân loại của muối (số gam trong 100 g muối)

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ +

1.2.2.2 Tính chất của muối ăn

v Tính hút nước và tác dụng phòng thối

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

<75% muối sẽ mất nước và khô ráo trở lại Đồng thời trong quá trình bay hơi nó

sẽ mang theo một số chất như Mg (làm chát muối), Ca (làm đắng muối) và K (làm nóng cổ) [12] Vì thế mà muối phải được dự trữ trong kho lâu ngày, khi sử dụng sẽ hạn chế vị chát, đắng và nóng cổ do các ion này gây nên Ngoài ra lượng nước trong muối còn phụ thuộc vào độ to nhỏ của hạt muối, hạt muối to

có hàm lượng nước ít hơn hạt muối có tinh thể nhỏ

Muối ăn ít có tác dụng giết chết vi khuẩn, nó chủ yếu chỉ có khả năng phòng thối [2]

Cá càng tươi thì độ thấm muối càng nhanh và nhiều so với cá bị ươn [12] 1.2.2.3 Vai trò của muối trong quá trình chế biến nước mắm

Nồng độ muối dùng để ướp cá trong quá trình chế biến ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm thu được

+ Nồng độ muối thấp có tác dụng thúc đẩy quá trình thủy phân protein nhanh hơn, chượp mau chín

+ Nồng độ muối quá cao có tác dụng ức chế, làm giảm hoạt tính của enzyme, quá trình thủy phân chậm lại, thời gian thủy phân kéo dài

Vì vậy, để chế biến chượp nhanh cần xác định lượng muối cho vào trong chượp là bao nhiêu và lượng muối này vừa đủ ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây thối, vừa tránh kìm hãm hoạt động của enzyme Thông thường ở nước ta, lượng muối cho vào khoảng 20-25% so với khối lượng cá Vì thế, nhóm nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ cũng như thời điểm, số lần bổ sung muối vào chượp sao cho kết quả đạt được là cao nhất

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ,−

1.2.3 Enzyme

Enzyme có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành nước mắm Nhờ

hệ enzyme có sẵn do hệ vi sinh vật sống trong ruột cá, các protide của cá được thủy phân thành acid amin, peptide Việc bổ sung enzyme từ ngoài vào giúp đẩy nhanh quá trình thuỷ phân protein cá Enzyme sử dụng trong sản xuất nước mắm đều có tác dụng thuỷ phân protein Tuy nhiên, mỗi loại enzyme tách chiết từ các nguồn khác nhau có hoạt tính thuỷ phân (phân cắt) protein khác nhau, điều kiện phản ứng khác nhau (pH tối ưu, nhiệt độ tối ưu…), tính chịu mặn khác nhau, hoạt động khác nhau (phân cắt đến polypeptide hay phân cắt đến tận acid amin),

… Mặt khác, mỗi loại cá có hàm lượng protein, lipit, nước… khác nhau do vậy, tác dụng của từng loại enzyme lên quá trình thuỷ phân protein từng loại cá là khác nhau, thời gian thuỷ phân khác nhau, lượng acid amin thu được cũng khác nhau, điều này ảnh hưởng đến thời gian sản xuất và chất lượng nước mắm thành phẩm thu được

Từ các kết quả nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước đã được đề cập, có thể thấy enzyme được sử dụng nhiều nhất và cho kết quả thuỷ phân tốt

nhất là enzyme protease A (một loại enzyme tách chiết từ nấm Aspergillus

oryzae) Tuy nhiên, nghiên cứu mới gần đây nhất có ý nghĩa quan trọng trong

ứng dụng sản xuất nước mắm là nghiên cứu của Yougsawatdigul J- Thái Lan

năm 2007 Ngoài việc sử dụng enzyme protease tách từ nấm Aspergillus oryzae (Enzyme Flavourzyme), ông còn kết hợp với enzyme protease tách từ Bacillus

licheniformis (Enzyme Alcalase) Nghiên cứu này được áp dụng khá rộng rãi

trên thực tế, nguồn enzyme phục vụ cho sản xuất cũng được nghiên cứu, tách chiết và sản xuất phổ biến Từ những lý do trên mà chúng tôi đã lựa chọn 2 enzyme thương phẩm là Alcalase và Flavourzyme để nghiên cứu và ứng dụng vào quá trình sản xuất nước mắm tại Cty cổ phần Thuỷ sản Cái Rồng

* Enzyme Alcalase:

Là một loại enzyme thuỷ phân protein được tách chiết từ Bacillus

lichenifomis có trọng lượng phân tử 27300 Chúng có khả năng phân cắt các liên

kết peptide nội phân tử (endopeptidase) để chuyển phân tử protein thành các đoạn peptide Nhiệt độ tối ưu cho Alcalase từ 55oC đến 70oC, pH tối ưu là 6,5- 8,5 Enzyme alcalase có tính chịu muối kém

* Enzyme Flavourzyme:

Là một phức hợp enzyme thuỷ phân protein được tách chiết từ nấm

Aspergillus oryzae, có cả hai hoạt tính phân cắt nội và ngoại phân tử protein

(endopeptidase và exopeptidase) để chuyển hoá protein đến tận đơn vị cuối cùng

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ,,

là acid amin Nhiệt độ tối ưu cho Flavourzyme hoạt động là khoảng xung quanh

50oC, pH tối ưu từ 5,0 -7,0 và có khả năng chịu mặn tốt

1 3 Quá trình hình thành n!∀c m%m

v Cơ chế của quá trình hình thành nước mắm

Trong quá trình ướp muối cá, các thành phần của cơ thịt cá bị biến đổi

mà chủ yếu là protein bị thủy phân dưới tác dụng của protease có sẵn trong bản thân cá thành các sản phẩm trung gian và cuối cùng là các acid amin

Protease E E

Protein polipetide peptide acid amin

Và quá trình này là một quá trình phức tạp Vì tính đặc hiệu của enzyme chỉ tác dụng lên một vài chất đặc hiệu nào đó và một vài kiểu liên kết nhất định

- Nhóm protease có tác dụng thủy phân protein, ví dụ: pepsin, trypsin, chimotrypsin, papain, bromelin

- Nhóm peptitdase có tác dụng thủy phân các polypeptide, nhóm này gồm các enzyme như carboxypeptitdase, aminopeptitdase, dipeptitdase

Sự tham gia của enzyme trong quá trình thủy phân theo cơ chế xúc tác

Trong đó: - Với E : enzyme

- S : cơ chất (protein)

- ES : hợp chất trung gian giữa enzyme và cơ chất

- P: là sản phẩm trong nước mắm chủ yếu là acid amin và các peptid bậc thấp

Sự tạo thành và chuyển biến hợp chất ES qua 3 bước

Bước 1: Enzyme kết hợp với protein tạo thành phức chất enzyme protein,

bước này xảy ra khá nhanh, liên tiếp, không bền

Bước 2: Xảy ra sự chuyển biến của các phân tử protein dẫn đến làm phá

vỡ các mối liên kết đồng hóa trị tham gia vào phản ứng Khi đó phức chất ES đồng thời xảy ra hai quá trình là sự dịch chuyển thay đổi electron, dẫn đến cực hóa các mối liên kết tham gia vào phản ứng và sự biến dạng mối hình học của nối liên kết đồng hóa trị trong phân tử protein cũng như trong trung tâm hoạt động của enzyme, làm cho quá trình thủy phân diễn ra dễ dàng hơn

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ,

Bước 3: Giai đoạn tạo thành các acid amin, peptide cấp thấp, giải phóng

enzyme

v Các hệ enzyme tham gia vào quá trình

Trong quá trình chế biến nước mắm có rất nhiều hệ enzyme tham gia nhưng trong đó chủ yếu là hệ enzyme protease tham gia vào quá trình thủy phân protein, gồm có: metaloprotease và serin-protease, acid protease

§ Hệ enzyme Metalo-protease (Aminodipeptidase)

Hệ enzyme này tồn tại trong nội tạng của cá và chịu được nồng độ muối cao nên ngay từ đầu nó đã hoạt động mạnh, giảm dần từ tháng thứ 3 trở về sau Loại enzyme này có hoạt tính khá mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi đối với các loại peptide Đây là nhóm thủy phân enzyme trung tính, pH tối thích từ 5–7,

ổn định với ion Mg2+, Ca2+và mất hoạt tính với Zn2+, Ni2+, Pb2+, Hg2+

§ Hệ enzyme serin-protease

Tồn tại nhiều trong nội tạng của cá, điển hình là enzyme trypsin Ở giai đoạn đầu của quá trình sản xuất nước mắm, hoạt động của nó yếu, sau phát triển dần và đạt giá trị cực đại ở tháng tứ 3 rồi giảm dần đến khi chượp chín (protein phân giải gần như hoàn toàn không còn ở dạng pepton) Hệ enzyme này luôn bị

ức chế bởi chuỗi acid amin trong cấu trúc của enzyme Để tháo gỡ chuỗi này phải nhờ đến hoạt động của men cathepsin B nhưng men cathepsin B dễ bị ức chế bởi nồng độ muối cao Vì vậy, để men cathepsin B hoạt động được người ta thực hiện phương pháp cho muối nhiều lần Enzyme serin-protease hoạt động mạnh ở pH từ 5–10, mạnh nhất ở pH=9

§ Hệ enzyme acid-protease:

Có trong thịt và nội tạng cá, điển hình là enzyme cathepsin D Hệ enzyme này dễ bị ức chế bởi nồng độ muối khoảng 15% nên thường nó chỉ tồn tại một thời gian ngắn ở thời kỳ đầu của quá trình thủy phân Loại enzyme này đóng vai trò thứ yếu trong quá trình sản xuất nước mắm

v Vai trò của vi sinh vật (VSV )

VSV có mặt ngay từ đầu của quá trình chế biến nước mắm do nguyên liệu, dụng cụ và từ môi trường nhiễm vào, nhưng do nồng độ muối cao nên chúng không hoạt động được Ngay trong giai đoạn ngắn đầu tiên khi muối chưa kịp tác dụng, có một số ít VSV gây thối hoạt động Với sự hình thành của nước bổi, độ mặn tăng dần lên, khi đạt từ 12% trở lên thì VSV gây thối hầu như ngừng hoạt động và các vi khuẩn hầu như cũng bị ức chế Như vậy, trong quá

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ,%

trình chế biến nước mắm sự tham gia của VSV trong quá trình thủy phân tương đối yếu, nhưng về sự hình thành mùi vị của nước mắm trong quá trình chế biến thì vi khuẩn gây hương đã tham gia khá tích cực

1.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất nước mắm

* Nhiệt độ

Nhiệt độ tăng vận tốc phản ứng tăng, đến một nhiệt độ nào đó vận tốc phản ứng sẽ không tăng nữa và có thể giảm xuống do nhiệt độ cao làm cho hệ enzyme serin-protease mất hoạt tính, quá trình thủy phân kém

- Nhiệt độ 30 – 47o C thích hợp nhất cho quá trình chế biến chượp

- Nhiệt độ từ 47oC đến 70oC, một số enzyme bị giảm hoạt tính

- Nhiệt độ 70o C trở lên hầu hết các hệ enzyme trong cá mất hoạt tính Nâng nhiệt độ của chượp lên bằng cách phơi nắng, nấu hoặc sử dụng tôn nóng để che phân xưởng

* Lượng muối

Như đã đề cập ở trên, nồng độ muối tối thiểu để ngăn cản sự phát triển của các vi khuẩn có hại là khoảng 15% Protease trong cá đóng một vai trò quan trọng trong quá trình thuỷ phân protein Tuy nhiên, ở nồng độ muối cao hoạt tính của protease bị giảm Như vậy, lượng muối cho vào phải đảm bảo 2 yêu cầu

cơ bản (vừa đủ ức chế hoạt động của vi khuẩn gây thối, vừa tránh kìm hãm hoạt động của các protease) Vì thế, ở các nước khác nhau có một phương pháp sản xuất nước mắm khác nhau, tỷ lệ muối/ cá cũng khác nhau [7]

Tại bang California - Mỹ, S TungKaWachara and J W Park năm 2001

đã nghiên cứu ảnh hưởng tương tác của muối và pH lên hoạt động của enzyme

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ,&

trong nước mắm Hai ông sử dụng loại cá đáy để làm mắm ở nồng độ muối 15%

và 25% tại các pH khác nhau (2, 3, 5, 5.5, 6.5, 7.5, and 8.5); hoạt tính của enzyme (cathepsin L, cathepsin B, chymotrypsin, and trypsin), mức độ thuỷ phân, protein tổng số, protein hoà tan và hàm lượng Nitơ amin trong nước mắm được các ông theo dõi, phân tích Kết quả cho thấy hoạt tính của enzyme cathepsin B và trypsin lớn hơn ở nồng độ muối 15% Đối với chymotrypsin, tại

pH 8.5 hoạt tính cao hơn ở nồng độ muối 15% Hoạt tính của enzyme cathepsin

L cũng cao hơn khi nồng đồ muối là 15% so với 25% tại pH 5.5, 6.5 và 8.5 Nồng độ protein hoà tan và Nitơ amin cũng tăng dần khi nồng độ muối giảm và tăng theo thời gian lên men [30]

Tại Thái Lan, năm 2001, Asbjorn Gildberg & Chaufah Thongthai đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc giảm nồng độ muối và bổ sung vi khuẩn ưa

muối (Tetragenococcus halophilus) đến chất lượng và thành phần của nước

mắm cá Trích Hai ông tiến hành làm 6 mẫu nước mắm ở 2 nồng độ muối khác nhau (23 và 20%) Những ảnh hưởng từ các nồng độ muối khác nhau và sự bổ

sung vi khuẩn Tetragenococcus halophilus lên quá trình thuỷ phân, thành phần

hoá học và giá trị cảm quan đều được nghiên cứu Kết quả, cả quá trình thuỷ phân và hoạt tính của vi sinh vật đạt cao nhất ở nồng độ muối thấp nhất [20]

Ở Việt Nam, năm 2006, công trình nghiên cứu của Lê Văn Việt Mẫn và Trần Thị Ánh Tuyết - Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM cũng cho thấy việc áp dụng bổ sung chế phẩm protease và bổ sung muối nhiều lần vào chượp

sẽ làm rút ngắn đáng kể thời gian thuỷ phân protein cá trong chượp, và với nồng

độ cao của muối trong chượp (25%) đã làm giảm hoạt tính xúc tác của chế phẩm enzyme protease [4]

2 Tổng quan về enzyme protease và những nghiên cứu ứng dụng trong sản xuất nước mắm

2.1 Tình hình nghiên cứu về enzyme protease

Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của Công nghệ sinh học, các chế phẩm enzyme được sản xuất càng nhiều và được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực như: chế biến thực phẩm, nông nghiệp, y tế… Hằng năm lượng enzyme được sản xuất trên thế giới đạt khoảng trên 300.000 tấn với giá trị trên 500 triệu USD, được phân phối trong các lĩnh vực khác nhau Phần lớn enzyme được sản xuất ở quy mô công nghiệp đều thuộc loại enzyme đơn cấu tử, xúc tác cho phản ứng phân hủy Khoảng 75% chế phẩm là enzyme thủy phân được sử dụng cho việc thủy phân cơ chất tự nhiên và được sử dụng nhiều nhất hiện nay trong một

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ,∋

số ngành sản xuất như: ngành chế biến thực phẩm, ngành sản xuất chất tẩy rửa, thuộc da, y tế, nông nghiệp… [5]

Nhóm enzyme protease (peptide – hidrolase 3.4) xúc tác quá trình thuỷ phân liên kết peptide (-CO-NH-)n trong phân tử protein, polypeptide đến sản phẩm cuối cùng là các axit amin Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thuỷ phân liên kết este và vận chuyển axit amin

Hình 1 Mô hình enzyme Protease thủy phân phân tử Protein

Trong các protease sản xuất, các enzyme của hệ tiêu hóa được nghiên cứu

sớm hơn cả Năm 1857, Corvisart tách được trypsin từ dịch tụy, đó là protease

đầu tiên nhận được ở dạng chế phẩm Năm 1861, Brucke cũng đã tách được

Pepsin từ dịch dạ dày Chó ở dạng tương đối tinh khiết Tiếp đó là các protease

thực vật được nghiên cứu và năm 1879 Wurtz được xem là người đầu tiên tách được protease thực vật [11]

Các protease của vi sinh vật mới được chú ý nghiên cứu nhiều từ năm

1950, mặc dù từ năm 1918- 1919, Waksman đã phát hiện được khả năng phân giải protein của xạ khuẩn Trong hơn 10 năm nay, số công trình nghiên cứu về protease vi sinh vật tăng lên đáng kể, nhiều hơn các protease của động vật và thực vật Những kết quả đạt được trong lĩnh vực này đã góp phần mở rộng quy

mô sản xuất chế phẩm enzyme và ứng dụng enzyme trong thực tế [11]

Trong công nghiệp thực phẩm, người ta sử dụng protease để sản xuất phomat từ sữa (Mohanty et al.,1999), xản xuất bánh từ bột mì (Hozova et al., 2003), chế biến các sản phẩm giàu protein từ đậu tương (Ghazi et al., 2003; Ma

et al., 2004) hay sản xuất nước mắm ngắn ngày bằng protease thực vật như

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ,(

bromelain, papain và protease vi sinh vật); trong công nghiệp thuộc da, protease được dùng để thủy phân một số thành phần phi collagen của da và loại bỏ các protein phi fibrin như albumin, globulin (Gupta, Rammani, 2006); trong chất tẩy rửa, protease là một trong những thành phần quan trọng của tất cả các loại chất tẩy rửa, từ các chất tẩy rửa dùng trong gia đình đến những chất làm sạch kính hoặc răng giả, kem đánh răng (Rao et al., 1998) Những năm gần đây, giá trị thương mại của các enzyme công nghiệp trên toàn thế giới đạt khoảng 1 tỷ USD, trong đó chủ yếu là các enzyme thủy phân (75%), và protease là một trong ba nhóm enzyme lớn nhất sử dụng trong công nghiệp (60%) (Rao et al., 1998) [8]

Từ năm 1950 trở lại đây, trên thế giới có hàng loạt protease động vật, thực vật và vi sinh vật được tách chiết nghiên cứu Thời gian gần đây, các nhà khoa học trên thế giới tập trung nghiên cứu về protease vi sinh vật và đã đạt nhiều thành tựu to lớn trong lĩnh vực này (protease từ vi sinh vật chiếm tới 40% tổng doanh thu của enzyme toàn thế giới (Godfrey west, 1996) [8]) Hiện nay, số lượng các enzyme được sản xuất hàng năm trên thế giới ở các nước phát triển (nhất là châu Âu, Mỹ và Nhật Bản) vào khoảng 300.000 tấn với doanh thu từ sản xuất enzyme ước tính vào khoảng trên 500 triệu USD Trong đó khoảng 600 tấn protease tinh khiết được sản xuất từ vi sinh vật bao gồm khoảng 500 tấn từ vi khuẩn và 100 tấn từ nấm mốc Những nước có công nghệ sản xuất và ứng dụng protease tiên tiến trên thế giới là: Đan Mạch, Nhật Bản, Mỹ, Anh, Pháp, Hà Lan, Trung Quốc, Singapore Các nước này đã đầu tư thích đáng cho công tác nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng protease từ vi sinh vật [5],[6]

Ở Việt Nam cũng có nhiều công trình công bố về việc nghiên cứu sử dụng

protease, một số công trình phải kể đến như Nghiên cứu thu nhận chế phẩm

protease từ ruột cá Basa (pangasius bocourti) năm 2006 của Trần Quốc Hiền,

Lê Văn Việt Mẫn, Trung tâm Công nghệ sau thu hoạch, Viện Nghiên cứu nuôi

trồng thủy sản II, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Hồ Chí Minh [13]; Tối ưu một số điều kiện nuôi cấy chủng vi sinh vật biển Acinetobacter sp

QN6 sinh tổng hợp protease do Quyền Đình Thi, Trần Thị Quỳnh Anh, Nguyễn

Thị Thảo viện CNSH thực hiện năm 2007 [14]; “Tinh sạch và khảo sát đặc điểm

của các Serine Protease từ Trùn Quế” do Phan Thị Bích Trâm và cộng sự, Đại

học Cần Thơ, Trường ĐHKH Tự nhiên, ĐH Quốc Gia TP Hồ Chí Minh hiện

[15],[5]; “Nghiên cứu ứng dụng protease bacillus subtilis trong sản xuất bột

đạm thủy phân từ cá Mối” của Vũ Ngọc Bội, trường Đại học thủy sản Nha

Trang …

2.2 Những nghiên cứu ứng dụng protease trong sản xuất nước mắm

Với nhu cầu sử dụng ngày càng đa dạng và phong phú, đòi hỏi nhà sản xuất nước mắm phải nghiên cứu và tìm ra quy trình công nghệ sản xuất đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội Và sự lựa chọn bổ sung enzyme làm tăng

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ,)

chất lượng, giảm thời gian sản xuất nước mắm được nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu và nhiều nơi cũng đã bắt đầu ứng dụng để sản xuất

độ trong quá trình lên men (Mabesa et al 1989 và Lopetcharat and Park 2002) [30], bổ sung enzyme từ ngoài vào như sử dụng protease thực vật từ dứa (bromelain); đu đủ (papain) (Ooshira et al 1982); hoặc sử dụng nước tương Koji (Chae et al 1989) [16] Tuy nhiên, tất cả các phương pháp trên đều có một vài giới hạn nhất định như việc sử dụng các chất hoá học (acid hydrochloric) cần điều kiện làm việc khắt khe, nghiêm ngặt và cho kết quả nước mắm có giá trị cảm quan (hương vị, màu sắc) không tốt như nước mắm truyền thống; việc tăng nhiệt độ làm cho giá thành sản phẩm tăng, … Vì vậy, các nghiên cứu này được xem là phi thực tế khi đưa ra sản xuất dạng dưới công nghiệp

Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng vi sinh vật, enzyme thương phẩm trong sản xuất nước mắm nhằm đẩy nhanh quá trình thuỷ phân protein cá đạt kết quả đáng tin cậy

Một số công trình nghiên cứu phải kể đến như: Ravipim Chaveesuk năm

1991 đã nghiên cứu sử dụng các enzyme thủy phân protein để thúc đẩy nhanh quá trình lên men của nước mắm Ông sử dụng trypsin và chymotrypsin để bổ sung vào quá trình sản xuất nước mắm với tỷ lệ 0,3% đến 0,6% Kết quả cho thấy, việc sử dụng trypsin và chymotrypsin làm tăng đáng kể quá trình lên men nước mắm, hơn nữa hàm lượng nito tổng, nito amin, amino acid tự do tăng đáng

kể Thời gian thủy phân giảm từ 6- 12 tháng xuống còn 2 tháng Về màu sắc, hương vị của nước mắm bổ sung trypsin và chymotrypsin cũng không có sự khác biệt nhiều so với nước mắm truyền thống của Thái (Nampla) Ngoài ra, các thành phần vi sinh vật trong nước mắm bổ sung enzyme cũng tương tự như nước mắm truyền thống của Thái, đảm bảo các tiêu chuẩn về vệ sinh an toàn thực phẩm [24]

Taniguchi năm 2003 đã nghiên cứu, sử dụng các loại protease khác nhau

để tìm ra loại protease thích hợp nhất với mong muốn tạo nước mắm chất lượng

cao Ông đã sử dụng nguyên liệu chung là cá Hồi Oncohynchus keta Các mẫu

khác nhau có bổ sung hoặc nội tạng cá, hoặc một loại enzyme thuỷ phân protein với nồng độ như nhau là 1% gồm: protease A, aroase và papain W40 vào thịt cá, song song với mẫu đối chứng lên men theo kiểu truyền thống Kết quả cho thấy,

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ,∗

các mẫu nước mắm có bổ sung protease A và papainW40 có sự thay đổi về pH

và hàm lượng axit là tương tự nhau Sau 120 ngày, giá trị pH giảm xấp xỉ pH 5,6

và độ acid không nhỏ hơn 3 Tuy nhiên, các mẫu nước mắm có sự khác nhau về tốc độ thuỷ phân protein cá và sản phẩm thuỷ phân phụ thuộc nhiều vào loại enzyme protease bổ sung vào cá Hàm lượng nitơ tổng số và lượng nitơ amin cũng như tốc độ amin hoá ở mẫu nước mắm bổ sung enzyme là cao hơn mẫu không bổ sung enzyme, đặc biệt mẫu nước mắm bổ sung enzyme protease A cho hàm lượng nitơ tổng số và hàm lượng nitơ amin là cao nhất (với 32,2g/l và 20,0 g/l), tiếp đến là mẫu nước mắm bổ sung papainW40 (với 30,5 g/l và 17,1 g/l) và thấp nhất là mẫu nước mắm bổ sung aroase (với 24,6g/l và 15,5g/l) [27] Kết qủa nghiên cứu của Taniguchi cho thấy, sử dụng enzyme protease A (protease từ

nấm Aspergillus oryzae) là thích hợp nhất, ông đã khá thành công trong việc rút

ngắn thời gian sản xuất nước mắm xuống còn 4 tháng, và hàm lượng nitơ tổng

số cũng như nitơ amin cao hơn rất nhiều so với nước mắm sản xuất bằng phương pháp truyền thống dài ngày hơn Tuy nhiên, nghiên cứu của ông chúng tôi chưa thấy đề cập nhiều đến giá trị cảm quan nước mắm thành phẩm thu được

Tiếp đến, Hariono I (Singapore năm 2006) cũng đã nghiên cứu, sử dụng

Koji và enzyme protease của hãng Nagase Enzyme được tách chiết từ nấm

Aspergillus oryzae làm rút ngắn thời gian sản xuất nước mắm xuống (2,5 tháng)

so với nước mắm sản xuất theo công nghệ truyền thống (1-2 năm) Ông sử dụng

cá Sòng tròn (chi cá Nục)- Decapterus macrosoma (RS) và cá Thu Nhật bản (hay còn gọi là cá Nùng nục) - Megalaspis cordyla (HT) để làm nguyên liệu; ông bổ sung 1% enzyme protease (tách từ nấm Aspergillus oryzae) cùng với 25% Koji (từ đậu nành, bột mì và hạt cấy nấm Aspergillus oryzae) và 30% nước,

16% muối (so với khối lượng hỗn hợp cá + nước); đồng thời điều chỉnh pH tới

pH 6,5 (bằng bổ sung axit lactic); sau để ở nhiệt độ phòng 28oC trong 2,5 tháng

Kết quả sau 2,5 tháng lên men, hàm lượng muối trong nước mắm RS và

HT (20% và 24%) thấp hơn so với nước mắm truyền thống của Thái (25%); hàm lượng nitơ tổng số trong nước mắm RS và HT (26g/l và 27,3g/l) cao hơn so với nước mắm truyền thống của Thái (19,5g/l), nước mắm thu được có chất lượng đạm cao hơn, năng suất hơn… Như vậy, có thể tạo nước mắm chất lượng tốt từ những loại cá nhỏ, cá tạp bởi phương pháp sử dụng Koji và protease Có thể nói, phương pháp này tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu cá có giá trị kinh tế thấp và giá trị dinh dưỡng không cao [21] Hariono I cũng sử dụng 1% enzyme protease

thương phẩm của hãng Nagase Enzyme được tách chiết từ nấm Aspergillus

oryzae (protease A) để thúc đẩy sự phân huỷ protein cá trong quá trình lên men

nước mắm Tuy nhiên, ngoài việc sử dụng bổ sung enzyme, ông còn bổ sung thêm Koji giúp tăng thêm nồng độ enzyme protease A trong quá trình lên men

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ,+

nước mắm Điều này giúp rút ngắn thời gian sản xuất nước mắm xuống còn 2.5 tháng

Thái Lan là nơi sản xuất nước mắm lớn nhất thế giới, với 390 nhà máy cung cấp mỗi năm sấp sỉ 64.000 tấn lít nước mắm (Saisithi, 1994) [25] Nước mắm Thái Lan thường được sản xuất chủ yếu từ cá Cơm, cá Thu hay cá Hồi, với

tỷ lệ trộn muối và cá là 1:2 hoặc 1:3 trong thời gian thủy phân từ 6 – 12 tháng và

lâu hơn (Lopetchara et al, 2001) Năm 2007, Yougsawatdigul J đã bổ sung các

protease theo trình tự gồm 0,25% Alcalase 2,4 L (protease từ Bacillus

lichenifomis) thuỷ phân ở 65oC trong 2 giờ, tiếp đến bổ sung 0,5 % Flavourzyme

500L (protease từ Aspergillus oryzae) thuỷ phân ở 50oC trong 4 giờ, sau đó 10% NaCl được bổ sung vào mẫu rồi giữ ở 50oC trong 3 ngày, tiếp đó hỗn hợp

được bổ sung với 10% canh trường nuôi cấy vi khuẩn (Virgibacillus sp SK33,

Virgibacillus sp SK37 hoặc Staphylococcus sp SK1-5 ở mật độ tế bào

106CFU/ml) và hàm lượng muối được điều chỉnh đến 25% NaCl, sau giữ ở nhiệt

độ 35oC trong 4 tháng Kết quả sau 4 tháng, nước mắm cá Trồng Stolephorus

indicus có hàm lượng α-amino cao hơn so với nước mắm truyền thống lên men trong 12 tháng Điểm cảm quan (hương vị, màu sắc) của nước mắm thuỷ phân nhờ enzyme protease và canh trường nuôi cấy vi khuẩn không khác với mẫu sản xuất theo công nghệ truyền thống lên men >12 tháng [31] Nghiên cứu của Yongsawatdigul J giúp rút ngắn thời gian sản xuất nước mắm xuống còn 4 tháng với chất lượng nước mắm tốt hơn Đặc biệt, nghiên cứu của Yongsawatdigul J

đã thành công trong việc giải quyết những hạn chế của các nghiên cứu trước, đó

là cải tiến được hương vị của nước mắm ngắn ngày bằng sử dụng canh trường vi khuẩn Hơn nữa, nghiên cứu của Yongsawatdigul J vượt trội hơn các nghiên cứu trước đó về giá thành sản xuất nước mắm Bởi ông sử dụng kết hợp 2 loại enzyme protease (Flavourzyme và Alcalase) với tổng lượng dùng là 0,75%, giảm đi rất nhiều so với các công trình nghiên cứu khác khi sử dụng một loại enzyme (1%) Tuy nhiên đến nay, nghiên cứu này chưa được triển khai nhiều vào thực tế nhất là những khu vực sản xuất có nền khoa học kém phát triển Nguyên nhân chủ yếu là do trên thực tế các khu vực sản xuất này còn tồn tại nhiều nhược điểm, hạn chế về trình độ chuyên môn, trang thiết bị cũng như khoa học công nghệ và cơ sở vật chất của các cơ sở sản xuất là không đồng bộ và chưa phù hợp, đặc biệt là trong việc bổ sung canh trường vi khuẩn

*Trong nước

Nước mắm được sản xuất rất lâu, đã gắn liền với đời sống hằng ngày và mang một bản sắc văn hoá rất riêng của dân tộc Việt Nam Hầu hết các vùng biển trên đất nước ta đều ướp cá làm mắm, nổi tiếng nhất là mắm Phú Quốc, Nha Trang, Phan Thiết… Những năm qua cùng với quá trình phát triển kinh tế -

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ −

xã hội của đất nước, công nghệ sản xuất nước mắm đã có nhiều tiến bộ cả về chất lượng và uy tín thương hiệu trong cả nước

Đã có một số nhà khoa học trong nước tiến hành nghiên cứu ứng dụng enzyme vào sản xuất nước mắm và thu được một số thành quả nhất định, một số nghiên cứu phải kể đến như Đề tài cấp Nhà nước “Sản xuất nước mắm ngắn ngày bằng enzyme proteaze”, mã số 12-93-HĐ-KHCN-DA do ông Nguyễn Bài - nguyên phó Giám đốc Công ty Thủy sản Nghệ An (nay là Công ty Cổ phần Thủy sản Nghệ An) và TS Nguyễn Thị Dự - nguyên trưởng Bộ môn Công nghệ Sinh học, Viện Công nghiệp Thực phẩm đồng chủ nhiệm đề tài Đề tài đã được Hội đồng KHCN cấp Nhà nước - thành lập tại Quyết định số 1759/PTCN ngày 16/10/1995 của Bộ trưởng Bộ KHCN & MT đánh giá nghiệm thu loại xuất sắc tại Biên bản họp Hội đồng KHCN nghiệm thu dự án ngày 24/10/1995 Công trình được giải thưởng VIFOTEC năm 1998 Kết quả công trình thu được là rút ngắn thời gian sản xuất xuống còn 2 tháng, độ đạm của nước mắm tăng từ 8,3% đến 20,8% so với mẫu đối chứng và tăng 12 - 21% so với TCVN Hiệu suất sử dụng đạm đạt từ 92,4 - 93,5%, tăng từ 1,51 - 2,64% so với TCN Định mức tiêu hao nguyên liệu giảm 13% so với TCN do đó làm giảm chi phí sản xuất, giảm giá thành sản phẩm [1] Đề tài thành công đã thu được nhiều kết quả hữu hiệu cả

về giá trị kinh tế và xã hội như: giá thành sản phẩm giảm; có thể tận dụng nhiều loại cá, kể cả cá đáy, từ đó góp cho nghề khai thác cá đáy phát triển Mặt khác giúp tăng thu nhập cho người lao động, góp phần đáng kể trong việc đảm bảo an ninh trật tự trong khu vực Tuy nhiên, công trình còn nhiều nhược điểm và hạn chế như: phù hợp với thời tiết mùa hè, nếu mùa đông thì phải có giải pháp tiếp nhiệt hỗ trợ; sau khi thủy phân, hỗn hợp ở dạng đặc sệt khó tách lọc; giá trị cảm quan thấp, màu sắc kém tự nhiên, khả năng xuống màu nhanh; hương vị rất kém

Vì vậy, do những hạn chế và nhược điểm tồn tại trên nên thực tế hiện nay không

có nhiều doanh nghiệp sử dụng phương pháp này để ứng dụng trong sản xuất mà mặc dù đề tài có nhiều ưu điểm vượt trội

Năm 2006, Lê Văn Việt Mẫn và Trần Thị Ánh Tuyết - Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM với công trình nghiên cứu “Khảo sát một số tính chất của chế phẩm protease từ canh trường nuôi cấy bề mặt Aspergillus oryzae

và ứng dụng enzyme trong sản xuất nước mắm” cho thấy việc áp dụng bổ sung muối và chế phẩm protease nhiều lần vào chượp sẽ làm rút ngắn đáng kể thời gian thuỷ phân protein cá trong chượp, và với nồng độ cao của muối trong chượp (25%) đã làm giảm hoạt tính xúc tác của chế phẩm enzyme protease Cụ

thể, nhóm tác giả sử dụng cá Trồng Stolephorus indicus, bổ sung muối vào chượp cá làm 5 lần (tổng số 25%) và bổ sung protease từ A oryzae vào chượp cá

(0,075 units/g cá) Kết quả sau 5 ngày, hàm lượng nitơ amino tự do đạt cao nhất

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ,

(11,64g/l) so với mẫu bổ sung muối làm 2 lần trong 2 ngày đầu (hàm lượng nitơ amin tự do chỉ đạt 5,18 g/l) Để nghiên cứu và tìm ra nồng độ enzyme bổ sung phù hợp, nhóm tác giả bổ sung enzyme protease làm 4 lần trong 6 ngày đầu Lượng enzyme được bổ sung vào mỗi mẫu là khác nhau (từ 0,016, 0,032, 0,048, 0,064, 0,08 units/g protein cá) Lượng muối bổ sung vẫn là 25% chia làm 5 lần Kết quả sau 7 ngày, hàm lượng nitơ amin tự do trong mẫu bổ sung enzyme với lượng 0,08 units/g protein cá đạt cao nhất, đạt 11,69 g/l, trong khi đó ở mẫu đối chứng không bổ sung protease thì hàm lượng nitơ amin tự do chỉ đạt 4g/l Như vậy, việc bổ sung muối làm nhiều lần sẽ hài hoà cả hai mục đích: vừa ức chế gây nhiễm do vi sinh vật vừa duy trì hoạt tính của protease trong cá trong suốt quá trình lên men Việc bổ sung enzyme với nồng độ thích hợp sẽ tăng đáng kể hàm lượng axit amin trong nước mắm Nghiên cứu được tiếp tục theo sự tính toán kỹ thuật tham số của quá trình thủy phân cá nhằm cải thiện hàm lượng nitơ amin tự

do và hương vị của nước mắm [4] Nghiên cứu của Lê Văn Việt Mẫn, bước đầu mới chỉ chứng minh ảnh hưởng của enzyme vào quá trình thủy phân và vai trò tác dụng của việc bổ sung muối làm nhiều lần Về các yếu tố khác khá quan trọng và liên quan trực tiếp đến quá trình sản xuất nước mắm như nhiệt độ, pH, thời gian thủy phân, thời gian cần thiết để sản xuất nước mắm khi bổ sung enzyme, hàm lượng đạm amin, đạm thối, hương vị và giá trị cảm quan của nước mắm thành phẩm thu được thì nghiên cứu này còn chưa đề cập đến

Gần đây, nhiều nhà khoa học trong nước cũng tập trung nghiên cứu nhằm phát triển nước mắm có chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu tăng về số lượng và chất lượng của người tiêu dùng trên thị trường trong và ngoài nước Năm 2010, Trần Công Hòa - Đại học Đà Nẵng đã “nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme bromelain và nồng độ muối đến quá trình sản xuất nước mắm” Kết quả, sau 6 tháng, hàm lượng nito tổng số trong mẫu bổ sung enzyme bromelain đạt 25,19g/l; hàm lượng nito acid amin đạt 16,49g/l (bằng 65,46% so với nito tổng số); hàm lượng nito amoniac đạt 3,84 g/l; các chỉ tiêu cảm quan nước mắm thu được đạt loại khá theo TCVN; và ở nồng độ muối thấp (15%) làm giảm hoạt lực của enzyme bromelain, đồng thời cũng giảm chất lượng cảm quan của nước mắm [3]

3 Tổng quan về hương và cải thiện hương nước mắm ngắn ngày

Nước mắm ngắn ngày được sản xuất bằng phương pháp bổ sung enzyme cho hàm lượng đạm thu hồi, hàm lượng nito tổng số và nito acid amin cao hơn

so với nước mắm được sản xuất theo phương pháp truyền thống Tuy nhiên, do thời gian ngắn nên mùi hương kém hơn nước mắm truyền thống Giải quyết tận gốc vấn đề hương thơm của nước mắm công nghệ mới là hết sức cần thiết Để

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃

khắc phục điều này, nhiều tác giả đã phân lập vi sinh vật gây hương trong nước mắm, nghiên cứu các hợp chất bay hơi từ đó có những phương pháp làm tăng hương vị cho nước mắm ngắn ngày Đã có nhiều công trình khoa học của các tác giả nước ngoài công bố về mối liên quan của một số thành phần hóa học trong nước mắm đến mùi hương của chúng Các công trình đều chỉ ra rằng, các hợp chất bay hơi có vai trò quan trọng trong việc tạo nên mùi hương đặc trưng của nước mắm Các hợp chất này được hình thành bởi các phản ứng không enzyme của nhiều thành phần khác nhau và các phản ứng enzyme trong bản thân nguyên liệu và từ sự hoạt động của các vi sinh vật yếm khí tồn tại trong quá trình lên men nước mắm (Fukami et al., 2004) [19]

Kết quả nghiên cứu của Dougan và Howard năm 1975 về các thành phần tạo hương của nước mắm đã được nhiều nhà khoa học khác đánh giá cao Theo ông, hương nước mắm được tạo nên từ 3 loại hương vị đặc biệt được hình thành

từ sự thủy phân protein, oxi hóa các chất béo hoặc từ sự hoạt động của các vi sinh vật [17]

- Hương thối của ammoniac được hình thành từ sự tổng hợp của ammoniac, các amin và các hợp chất chứa nito

- Hương phomat được hình thành từ các acid béo bay hơi có khối lượng phân tử thấp và ketone methyl

- Hương thịt thì phức tạp hơn, được hình thành từ sự oxi hóa các cơ chất nguyên liệu cá trong nước mắm và các ketone acid

Rossana R Peralta et al, 1996 đã nghiên cứu xác định các chất bay hơi trong nước mắm Ông sử dụng phương pháp sắc ký cột bằng gel silica Khoảng

155 chất bay hơi được xác định, trong đó bao gồm 14 acid, 36 hợp chất carbonyl, 17 hợp chất chứa nito, 10 hợp chất chứa lưu huỳnh… Trong đó số lượng lớn các acid, số lượng lớn carbonyl và các hợp chất chứa lưu huỳnh như dimethyl sulfide, dimethyl trisulfide và 3-(methylthio) propanal cũng như nhiều hợp chất chứa nito là những thành phần chính tạo nên mùi hương đặc trưng của nước mắm [23]

Katsuya Fukami et al, 2002 đã xác định các hợp chất bay hơi đặc biệt trong nước mắm Kết quả đưa ra, có 4 hợp chất tạo nên mùi hương đặc trưng của nước mắm là 2 - methylpropanal, 2 - methylbutanal, 2 - ethylpridine và dimethyl trisulfide [18] Và gần đây nhất, Xu Wei và cộng sự, 2010 đã phân tích các hợp chất bay hơi trong nước mắm có nồng độ muối thấp Kết quả, 91 hợp chất được tìm thấy, bao gồm 7 hợp chất acid, 5 hợp chất alcohol, 26 hợp chất carbon, 4 hợp chất ester, 18 hợp chất chứa nito, 14 hợp chất chứa lưu huỳnh, 5 hợp chất

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ %

furan, 5 hợp chất phenol và 7 hydrocarbon khác Một số hợp chất tạo nên mùi hương đặc trưng của mắm, trong đó có 4 hợp chất như Katsuya Fukami đã đưa

ra [29]

Từ những kết quả nghiên cứu về các hợp chất bay hơi trong nước mắm giúp các nhà khoa học có những nghiên cứu, bổ sung các hợp chất gây hương, các enzyme, các vi sinh vật có tác dụng hình thành các hợp chất bay hơi trong quá trình lên men nước mắm Từ đó ứng dụng vào nâng cao hương nước mắm trong sản xuất nước mắm ngắn ngày Tại Việt Nam, Phạm Thị Thu Thủy và Trần Thu Hương, 2005, cũng đã nghiên cứu nâng cao thành phần các hợp chất bay hơi trong sản xuất nước mắm ngắn ngày bằng cách bổ sung chế phẩm enzyme Neutrase, 3 chủng vi khuẩn thuộc nhóm clostridium Kết quả cho thấy hương nước mắm được cải thiện rõ rệt, cả 3 chủng vi khuẩn này hoạt động hình thành nên 6 cấu tử bay hơi chính có vai trò quan trọng và chiếm tỷ lệ lớn trong các hợp chất bay hơi của nước mắm [9]

4 Thực trạng nước mắm tại Quảng Ninh

Hiện nay tại Quảng Ninh, có một số cơ sở chế biến nước mắm sử dụng phương pháp sản xuất truyền thống như Công ty cổ phần thuỷ sản Đại Yên, công ty

cổ phần thuỷ sản Cái Rồng Sản phẩm nước mắm của các cơ sở sản xuất tại Quảng Ninh rất được ưa chuộng trên thị trường địa phương và các tỉnh lân cận Đặc biệt là nước mắm Cái Rồng do Công Ty cổ phần Thuỷ sản Cái Rồng huyện Vân Đồn sản xuất Đây là cơ sở sản xuất nước mắm theo phương pháp truyền thống, sản phẩm của công ty nổi tiếng từ vài chục năm nay với thương hiệu uy tín trên thị trường Nhiều du khách khi đến với Quảng Ninh không thể bỏ lỡ cơ hội sở hữu món quà đặc sản của vùng biển này

Một vài năm gần đây, để nâng cao giá trị cũng như mở rộng sản xuất các mặt hàng nông sản, Quảng Ninh đã và đang xây dựng thương hiệu cho các sản phẩm đặc thù, qua đó tạo bước đột phá mới trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp trên địa bàn Năm 2012, có 18 dự án xây dựng thương hiệu của tỉnh được triển khai, trong

đó, có nước mắm Cái Rồng Ngày 11/01/2013, Sở Khoa học và Công nghệ, UBND huyện Vân Đồn phối hợp với Công ty Nghiên cứu và chuyển giao công nghệ và đầu tư Tổ chức hội nghị thử nếm và thống nhất Nhãn hiệu – dự án nước mắm Cái Rồng tại huyện Vân Đồn, tỉnh Quảng Ninh Hội nghị đã tiến hành thử nếm các mẫu, thống nhất mẫu logo, thảo luận về Quy chế quản lý nhãn hiệu, xác định vùng sản xuất nước mắm Cái Rồng Và tháng 7/2013, UBND huyện Vân Đồn phối hợp với Công ty tư vấn chuyển giao công nghệ và đầu tư tổ chức hội thảo công bố và lấy ý kiến cho dự án “tạo lập, quản lý và phát triển nhãn hiệu chứng nhận nước mắm Cái Rồng” Theo đó, tất cả các sản phẩm nước mắm mang nhãn hiệu chứng

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ &

nhận Cái Rồng phải được sản xuất theo quy trình truyền thống tại: thị trấn Cái Rồng và 3 xã Minh Châu, Quan Lạn, Đông Xá, huyện Vân Đồn Nước mắm phải đạt yêu cầu: có màu cánh dán, trong, không vẩn đục, mùi thơm ngậy đặc trưng, có

vị mặn nhưng không gắt, hậu vị rõ

Khi thương hiệu nước mắm Cái Rồng được xây dựng và phát triển, nhu cầu

sử dụng sẽ tăng nhanh Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày càng tăng cả về

số lượng và chất lượng, rất cần có nghiên cứu giúp giảm thời gian sản xuất, nâng cao năng xuất và chất lượng nước mắm Cái Rồng

5 Định hướng mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài

5.1 Mục tiêu của đề tài

- Ứng dụng thành công phương pháp enzyme trong sản xuất nước mắm nhằm rút ngắn thời gian sản xuất nước mắm từ 18- 24 tháng còn 6- 10 tháng

- Xây dựng được bản hướng dẫn kỹ thuật cải tiến quy trình sản xuất nước mắm bằng phương pháp enzyme

5.2 Nội dung nghiên cứu của đề tài

Từ các kết quả nghiên cứu trên, việc sử dụng kết hợp 2 loại enzyme (như nghiên cứu của Yougsawatdigul J- Thái Lan năm 2007) vào sản xuất nước mắm

sẽ làm tăng quá trình thuỷ phân protein cá, giúp đẩy nhanh quá trình sản xuất, giảm giá thành sản phẩm Tuy nhiên, các loại cá khác nhau có hàm lượng protein, lipid khác nhau nên chất lượng nước mắm (độ đạm, mùi, vị) cũng khác nhau Vì vậy, nhóm nghiên cứu tiến hành nghiên cứu trên 3 loại cá mà Công ty CPTS Cái Rồng thường sử dụng trong sản xuất, đó là cá Quẩn (cá Nục – Chi cá

Nục Decapterus thuộc họ cá Khế Carangidae), cá Nhâm (cá Trích – Clupeidae)

và cá Cơm (Engraulidae)

Sau khi khảo sát thực tế về cơ sở sản xuất, phương pháp sản xuất, sản lượng sản xuất… tại Công ty Cổ phần Thủy sản Cái Rồng, chúng tôi nghiên cứu, ứng dụng một phần phương pháp nghiên cứu của Yougsawatdigul và Lê Văn Việt Mẫn trong việc bổ sung kết hợp 2 loại enzyme Alcalase và Flavourzyme và bổ sung muối làm nhiều lần Để đạt được mục tiêu đề ra, đề tài

“Nghiên cứu ứng dụng phương pháp enzyme vào cải tiến quy trình sản xuất nước mắm” đã thực hiện các nội dung nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu xác định tỷ lệ thích hợp kết hợp 2 loại enzyme (Alcalase và Flavourzyme) của hãng Novozyme để sản xuất nước mắm từ 3 loại cá (cá Nục,

cá Trích và cá Cơm); nghiên cứu xác định số lần và tỷ lệ bổ sung muối vào chượp cá ở quy mô phòng thí nghiệm (3kg/1vại)

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ∋

- Kiểm chứng kết quả nghiên cứu từ phòng thí nghiệm trên quy mô 120 kg/ 1 ang tại Công ty CPTS Cái Rồng

- Nghiên cứu phương pháp cải tiến hương vị nước mắm bằng cách ủ và kéo rút nước mắm sản xuất bằng phương pháp enzyme qua bã chượp sản xuất theo phương pháp truyền thống sau chiết rút lần 1

- Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh toàn bộ quy trình khi đưa vào sản xuất

- Nâng cao chất lượng sản phẩm – tăng độ đạm của nước mắm sản xuất với phương pháp enzyme bằng công nghệ, hệ thống sân phơi hiện có của Công

ty CPTS Cái Rồng

- Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, xây dựng Bản hướng dẫn kỹ thuật cải tiến quy trình sản xuất nước mắm bằng phương pháp enzyme

- Tập huấn cho cán bộ kỹ thuật và công nhân của Công ty CPTS Cái Rồng

về kỹ thuật sản xuất nước mắm bằng phương pháp enzyme

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ (

PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Phương pháp tham khảo tài liệu và ý kiến chuyên gia:

Tham khảo các tài liệu liên quan đến công nghệ chế biến thực phẩm trong

• Xác định mẫu (dịch nước bổi tiết ra qua thời gian)

- Lấy chính xác 10ml nước mắm đã lọc cho vào bình định mức 200ml, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều

- Hút chính xác 20ml dịch pha loãng, cho vào bình keldal, thêm chất xúc tác và 3 – 5ml axit H2SO4 đặc vào để vô cơ hóa

- Dùng phễu nhỏ đậy bình keldal, đặt bình nghiên 40 độ trên bếp điện trong tủ hốt Đun 15 -20 phút sao cho chất lỏng trong bình không sủi phồng, không bắn lên cổ bình Sau đó đặt bình thấp gần bếp hơn cho tới khi dịch vô cơ hóa trong bình trong suốt hoặc trong xanh (không được có màu vàng nhạt) mặt trong bình hoàn toàn trong sạch Ngừng đun, để nguội (Trong quá trình đun, nếu thấy mẫu không trắng, ngừng đun, để nguội, cho thêm khoảng 0,5g chất xúc tác vào rồi tiếp tục đun Nếu thấy mẫu còn đen mà đã cạn, thì lấy ra để nguội, cho thêm khoảng 3ml axit H2SO4 đậm đặc vào và tiếp tục đun cho tới khi dung dịch đạt yêu cầu như trên)

- Lấy chính xác một lượng axit H2SO4 0,1N (< 25ml) và 5 giọt chỉ thị hỗn hợp vào bình nón 250ml, đặt bình vào dưới ống sinh hàn của máy cất đạm sao cho đầu ống sinh hàn ngập hẳn vào dung dịch

Cho cẩn thận dịch đã vô cơ hóa vào bình cất, tráng bình kendan nhiều lần bằng nước cất cho đến khi nước tráng hết phản ứng axit (thử bằng giấy đo pH) Cho tiếp vào bình cất 5 giọt phenolphtalein 1% và dung dịch NaOH 33% cho đến khi dung dịch trong bình chuyển thành màu hồng, cho tiếp vào một ít dung dịch kiềm, tráng nước cất cho sạch kiềm ở phễu rồi khóa máy lại

- Cho nước lạnh chảy qua ống sinh hàn và bắt đầu chưng cất liên tục trong

40 phút kể từ khi dung dịch trong bình bắt đầu sôi Hạ bình hứng để ống sinh hàn lên khỏi mặt nước, dùng bình tia rửa đầu ống sinh hàn, tiếp tục chưng cất một vài phút nữa Sau đó hứng nước chưng chảy ra ở đầu ống sinh hàn, thử bằng giấy đo pH thấy không có phản ứng kiềm là được

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ )

- Dùng NaOH 0,1N chuẩn độ lượng axit dư trong bình hứng cho đến khi dung dịch trong bình chuyển từ màu tím sang xanh lá mạ

2 V 1

m – khối lượng mẫu thử, tính bằng g;

0,0014 : Số gam Nitơ tương ứng với 1 ml NaOH 0,1N

100 : Hệ số đổi ra g/l

2.2 Định lượng nito amin bằng phương pháp chuẩn độ formol

Cách tiến hành:

• Xác định mẫu (dịch nước bổi tiết ra qua thời gian)

- Lấy 19ml H2O cho vào bình tam giác

- Lấy tiếp 1ml mẫu nguyên cho vào bình, lắc đều

- Cho thêm 1ml chỉ thị hỗn hợp gồm Phenolphtalein 0,1% và Bromtymol 0,05% với tỷ lệ 1:1

- Cho vài giọt NaOH vào đến khi xuất hiện màu vàng thì dừng lại

- Tiếp đó cho thêm 10ml formol trung tính

- Lắc đều, sau đó chuẩn độ bằng NaOH 0,1N Dung dịch sẽ chuyển

từ màu vàng sang màu phớt xanh lá mạ rồi đến màu tím thì dừng lại

- Ghi kết quả số ml NaOH 0,1N dung để chuẩn độ

• Xác định mẫu trắng

Ta tiến hành xác định lượng NaOH dung để chuẩn độ khi lấy mẫu là nước trắng bằng cách tương tự

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ ∗

• Tính kết quả

Hàm lượng Nitơ amin =

n1, n2 : Số ml NaOH dùng khi chuẩn độ mẫu thí nghiệm và

mẫu trắng Trong đó 0,0014 : Số gam Nitơ tương ứng với 1 ml NaOH 0,1N

• Xác định mẫu (dịch nước bổi tiết ra qua thời gian)

- Lấy 10ml mẫu nguyên cho vào bình, lắc đều

- Cho vài giọt phenol 0,1%

- Cho tiếp 10ml H3BO3 3% vào bình hứng

- Cho thêm vài giọt chỉ thị Tasori

- Cho 5ml NaOH 30% vào bình phản ứng, lắc đều sau đó lắp vào bộ cất đạm

- Bật bếp chưng cất từ 15-20’ đến khi kiểm tra giấy quỳ tìm không đổi màu là được, và kiểm tra lại bằng máy đo pH

Sau định lượng amotitetraborat trong bình tam giác bằng dung dịch

H2SO4 0,1N đến khi dung dịch chuyển thành màu tím thì dừng lại

• Tính kết quả

Hàm lượng Nitơ amoniac =

10 n: Số ml H2SO4 dùng khi chuẩn độ mẫu thí nghiệm

Trong đó 0,0014 : Số gam Nitơ tương ứng với 1 ml H2SO4 0,1N

1000 : Hệ số đổi ra g/l

10 : Thể tích mẫu nguyên

3 Phương pháp kiểm tra vi sinh: theo TCVN

- Định lượng tổng số vi sinh vật hiếu khí, Coliform, E.coli, S.aureus theo

(n1-n2) x 0,0014 x 1000

v1

n H2SO4 x 0,0014 x 1000

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ +

TCVN 5287-90

- Định lượng Clostridium perfringens, theo TCVN 4991-89

4 Phương pháp cảm quan:

4.1 Đánh giá cảm quan chượp chín

- Trạng thái: Chượp có trạng thái lỏng Phân 2 lớp rõ rệt, lớp trên dạng lỏng đồng nhất, lớp dưới có dạng nhũ tương với bã chượp Không có váng mỏng óng ánh đóng trên mặt cũng như trong chượp, không có hiện tượng bợn trắng đóng thành vòng trong thùng đựng Không có bọt lâu tan trước lỗ lù khi kéo rút

- Màu sắc: Có màu đồng nhất từ vàng rơm đến vàng cánh rán

- Hương vị: Có mùi vị đặc trưng của nước mắm

- Độ chín, ổn định: Có thể đánh giá bằng 2 cách

+ Dùng ly thủy tinh trắng trong rót vào khoảng 50 ml nước mắm định thử, đem ra phơi nắng, nếu nắng gắt phơi 2 giờ đồng hồ, nắng dịu thì 3 – 4 giờ hoặc cho vào tủ ấm 50oC trong 1 giờ Nếu nước mắm ổn định về màu sắc, mùi vị, có muối đóng trên mặt và kết tinh dưới đáy là đạt yêu cầu

+ Dùng 2 ống nghiệm hoặc 2 chai nước ngọt cùng cỡ, cùng màu, đổ nước

mắm định thử vào 2/3 chai Một chai để làm mẫu đối chứng, một chai khác đậy nắp lại, rồi xóc (lắc) thật mạnh, khoảng 30 lần, mở nút ra chờ 20 phút sau cho tan hết bọt, ổn định trạng thái và màu sắc so với ống hoặc chai mẫu Nếu nước mắm trong chai chuyển sang màu xanh hay đen, có mùi ôi khét, bọt không tan hết… tức là nước mắm chưa chín, ngược lại không thấy gì thay đổi so với chai mẫu thì nước mắm đã chín

4.2 Đánh giá cảm quan nước mắm

- Dụng cụ và điều kiện thử cảm quan, theo TCVN 3215-79

Lắc đều chai đựng mẫu thử, mở nút chai rót ra từ 13 – 20ml nước mắm vào một cốc thủy tinh không màu, khô, sạch và có dung tích 50 ml để xác định chỉ tiêu cảm quan Cốc mẫu thử được đặt ở nơi sáng, dưới nền trắng, mắt người quan sát cùng phía với nguồn sáng chiếu vào mẫu thử để xác định màu sắc Độ trong của nước mắm được xác định bằng cách đặt cốc thử giữa nguồn sáng và mắt quan sát, lắc nhẹ cốc để kiểm tra Dùng đũa thủy tinh chấm vào mẫu thử và đưa lên đầu lưỡi để xác định vị Mùi được xác định khi cốc mẫu thử được để yên trong 15 phút

- Màu sắc: màu vàng rơm đến màu cánh dán, tùy thuộc vào loại cá

- Độ trong: trong, không vẩn đục và không có cặn (trừ các tinh thể muối) hoặc các tạp chất nhìn thấy bằng mắt thường

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ %−

- Mùi: đặc trưng của nước mắm, không có mùi lạ

- Vị: Ngọt của đạm, có hậu vị, không mặn chát

Bảng kết quả đánh giá chất lượng cảm quan bằng phương pháp cho điểm theo TCVN 3215-79

Danh hiệu chất lượng Điểm chung Yêu cầu về điểm trung bình

đối với các chỉ tiêu

trong tiêu chuẩn nhưng còn khả năng bán được) 7,2 – 11,1

Mỗi chỉ tiêu lớn hơn hoặc

bằng 1,8 Loại rất kém – (không có khả năng bán được nhưng

sau khi tái chế thích hợp còn sử dụng được) 4,0 – 7,1

Mỗi chỉ tiêu lớn hơn hoặc

bằng 1,0

Ghi chú: Hội đồng đánh giá từ 5 đến 12 người Đối với mỗi một chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm cho một điểm bằng số nguyên từ 0 đến 5, số điểm tăng lên theo chất lượng.

5 Phương pháp khác:

Số liệu thu thập qua các lần phân tích được cập nhật vào bảng biểu trong file excel.doc, sau được tính toán và xử lý thống kê (giá trị trung bình của dữ liệu, sai số trung bình tuyệt đối của các dữ liệu) bằng ứng dụng trong Excel Cụ thể chúng tôi sử dụng 2 hàm chính sau để xử lý thống kê kết quả thu được:

- Hàm AVERAGE (number1, number2,…): Tính trung bình cộng của các giá trị được phân tích

- Hàm AVEDEV (number1, number2, …): Tính trung bình độ lệch tuyệt đối các lần phân tích theo trung bình của chúng (hay còn gọi là Sai số trung bình tuyệt đối của các dữ liệu) Giá trị này chính là thước đo về sự biến đổi của các lần phân tích

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ %,

PHẦN III: PHẠM VI NỘI DUNG VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

1 Đối tượng nghiên cứu:

1.1 Cá nguyên liệu:

Để đảm bảo đề tài có phát huy khả năng ứng dụng kết quả nghiên cứu trong thực tế sản xuất, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các đối tượng đưa vào nghiên cứu là các loại cá nguyên liệu thường được sử dụng tại đơn vị được chuyển giao kết quả đề tài (Cty CPTS Cái Rồng tại huyện Vân Đồn)

Nguyên liệu gồm các loại cá biển nhỏ được đánh bắt từ ngoài khơi, trong

đó chủ yếu là 3 loại cá là cá Nục (cá Quẩn), cá Cơm (cá Ruội) và cá Trích (cá Nhâm), các loại cá này có ưu điểm được đánh bắt theo mùa vụ và có số lượng lớn, giá thành rẻ

Ba loại cá được dùng để nghiên cứu có thành phần dinh dưỡng chính (protein, lipid, nước ) như sau:

+ Thành phần dinh dưỡng của cá Nục - Decapterus

Thành phần dinh dưỡng trong 100g thực phẩm ăn được Năng

+ Thành phần dinh dưỡng của cá Trích – Clupeidae

Thành phần dinh dưỡng trong 100g thực phẩm ăn được Năng

+ Thành phần dinh dưỡng của cá Cơm - Engraulidae

Thành phần dinh dưỡng trong 100g thực phẩm ăn được Năng

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ %

1.2 Nguyên liệu Muối:

Sử dụng muối đảm bảo an toàn thực phẩm, muối nguyên liệu có cấp độ chất lượng hạng 1 và đã được Công ty lưu trữ trong kho ít nhất 3 tháng

1.3 Enzyme:

Sử dụng kết hợp 2 loại enzyme Alcalase (enzyme thủy phân protein được

tách chiết từ vk Bacillus lichenifomis) và enzyme Flavourzyme (enzyme thủy phân protein được tách chiết từ nấm Aspergiluss oryzae) của hãng Novozyme do

Công ty TNHH Nam Giang cung cấp

* Enzyme Alcalase:

Là một loại enzyme thuỷ phân protein được tách chiết từ Bacillus

lichenifomis có trọng lượng phân tử 27300 Chúng có khả năng phân cắt các liên

kết peptide nội phân tử (endopeptidase) để chuyển phân tử protein thành các đoạn peptide Nhiệt độ tối ưu cho Alcalase từ 55oC đến 70oC, pH tối ưu là 6,5- 8,5 Enzyme alcalase có tính chịu muối kém

* Enzyme Flavourzyme:

Là một phức hợp enzyme thuỷ phân protein được tách chiết từ nấm

Aspergillus oryzae, có cả hai hoạt tính phân cắt nội và ngoại phân tử protein

(endopeptidase và exopeptidase) để chuyển hoá protein đến tận đơn vị cuối cùng

là acid amin Nhiệt độ tối ưu cho Flavourzyme hoạt động là khoảng xung quanh

50oC, pH tối ưu từ 5,0 -7,0 và có khả năng chịu mặn tốt

2 Phạm vi nội dung nghiên cứu:

2.1 Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

* Nghiên cứu xác định tỷ lệ thích hợp kết hợp 2 loại enzyme (Alcalase và Flavourzyme) để sản xuất nước mắm từ 3 loại cá (cá Nục, cá Trích và cá Cơm)

Với mục đích thu được kết quả tốt nhất để sản xuất nước mắm từ 3 loại cá của địa phương, nhóm nghiên cứu cần tiến hành các thí nghiệm xác định tỷ lệ kết hợp thích hợp nhất giữa 2 loại enzyme Alcalase và Flavourzyme Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu trước của các nhà khoa học trên thế giới và trong nước, nhóm nghiên cứu lựa chọn các tỷ lệ enzyme bổ sung khác nhau để tiến hành nghiên cứu trong từng loại cá Mỗi thí nghiệm đều được bố trí ngẫu nhiên, trộn đều với 25% muối rồi đem thuỷ phân hỗn hợp ở 450C trong tủ ấm trong 6 ngày

- Thời gian nghiên cứu: tháng 4 - tháng 5 năm 2011

- Nguyên liệu cá được mua tại Vân Đồn Trong quá trình thuỷ phân, chúng tôi phân tích các chỉ số Nitơ acid amin tạo thành theo định kỳ 3 ngày/ lần Lần thứ nhất phân tích chỉ số Nitơ amin tại thời điểm thí nghiệm tiến hành được 72h (sau

3 ngày), lần thứ hai phân tích chỉ số acid amin tại thời điểm thí nghiệm tiến hành được 144h (sau 6 ngày)

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ %%

Bảng 2: Các công thức thí nghiệm xác định tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme

Tên công thức Tỷ lệ A

(%)

Tỷ lệ F (%) Tên công thức

Tỷ lệ A (%)

Tỷ lệ F (%)

bổ sung muối vào sản xuất là rất cần thiết, vừa không kìm hãm sự hoạt động của enyzme, vừa ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây thối

Sau khi thu được kết quả từ nội dung nghiên cứu về tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme Alcalase và Flavourzyme, nhóm nghiên cứu tìm được công thức tối ưu cho 3 loại cá, từ đó tiến hành bổ sung muối với tỷ lệ và số lần bổ sung khác nhau, sau đem thuỷ phân hỗn hợp ở 450C trong tủ ấm trong 10 ngày Trong quá trình thuỷ phân, chúng tôi phân tích 2 chỉ số Nitơ amin và Nitơ amoniac tạo thành theo định kỳ 3 ngày/lần Lần thứ nhất thu mẫu để phân tích chỉ số Nitơ amin và Nitơ amoniac tại thời điểm thí nghiệm tiến hành được 3 ngày, lần thứ hai thu mẫu để phân tích chỉ số Nitơ amin và Nitơ amoniac tại thời điểm thí nghiệm tiến hành được 6 ngày, lần thứ ba thu mẫu để phân tích chỉ số Nitơ amin và Nitơ amoniac tại thời điểm thí nghiệm tiến hành được 9 ngày

- Thời gian nghiên cứu:

+ Cá Nục 17/8/2011- 27/7/2011

+ Cá Trích: 05/9/2011 – 15/9/2011

+ Cá Cơm: 11/9/2011- 21/9/2011

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ %&

- Nguyên liệu cá được mua tại Vân Đồn, vận chuyển bằng xe ô tô về phòng thí nghiệm của Trung tâm

Bảng 3: Các công thức thí nghiệm xác định tỷ lệ và số lần bổ sung muối

2.2 Nghiên cứu thực nghiệm tại Vân Đồn

2.2.1 Nghiên cứu kiểm chứng tại Vân Đồn

Để có thể đưa thành quả KHCN ứng dụng vào thực tế tại Quảng Ninh, chúng tôi đã nghiên cứu và tìm ra tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme thích hợp nhất với

số lần và tỷ lệ bổ sung muối cho kết quả tốt nhất, enzyme hoạt động mạnh nhất (chuyên đề 1 và chuyên đề 2) Tuy nhiên, giữa mô hình chuẩn trong phòng thí nghiệm và mô hình sản xuất thực tế khác nhau rất nhiều do những yếu tố khách quan và chủ quan mang lại, đặc biệt là yếu tố về nhiệt độ, thời tiết và mùa vụ… điều này làm ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thủy phân cá Vì vậy, chúng tôi

sử dụng kết quả nghiên cứu thu được từ phòng thí nghiệm để tiến hành kiểm chứng thực tế trên 3 loại cá tại Vân Đồn

- Nguyên liệu cá được mua tại Cảng Vân Đồn Trong quá trình thuỷ phân, chúng tôi thường xuyên theo dõi, phân tích, đánh giá các yếu tố cảm quan của nước mắm như màu sắc, hương vị, tốc độ thủy phân, giá trị dinh dưỡng,

- Thời gian tiến hành kiểm chứng:

Thứ tự bổ

sung

Bổ sung muối - Tỷ lệ muối/ cá

Công thức 1 Công thức 2 Công thức 3

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ %∋

khi bổ sung muối ở các lần tiếp theo, nhóm nghiên cứu thu nước bổi và tiến hành kiểm tra độ mặn, cùng với đánh giá cảm quan để xác định thời điểm chượp đòi muối để cho muối cho phù hợp Vì vậy, tùy thời tiết bắt đầu tiến hành kiểm chứng

mà thời điểm bổ sung muối ở các lần thứ 2, thứ 3 và thứ 4 có sự khác biệt đôi chút Tổng lượng muối bổ sung là 25%

2.2.2 Nghiên cứu cải thiện hương nước mắm

Việc bổ sung thêm enzyme nhân tạo từ ngoài vào giúp rút ngắn thời gian sản xuất nước mắm Nước mắm thu được có hàm lượng đạm tổng cao, hàm lượng nito amin cao hơn so với nước mắm được sản xuất theo phương pháp truyền thống với thời gian kéo dài từ 12 - 24 tháng Tuy nhiên, do thời gian thủy phân ngắn nên nước mắm được sản xuất theo phương pháp bổ sung enzyme từ ngoài vào có mùi hương không mạnh và lâu như nước mắm được sản xuất theo phương pháp truyền thống Vì thế, để hạn chế yếu điểm này, người ta thường dùng một số biện pháp cải thiện mùi Ở đây nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp ủ và trộn với bã chượp truyền thống Thời gian ủ được theo dõi theo định

kỳ 10 ngày/ lần Bố trí thí nghiệm được thiết kế như thuyết minh đề tài, dựa trên các tỷ lệ ủ như bảng sau:

Bảng 4: Công thức xác định tỷ lệ ủ giữa nước mắm cốt và bã chượp truyền thống

1 Công thức 1 32 lít nước mắm cốt: 4 kg bã chượp

2 Công thức 2 32 lít nước mắm cốt: 8 kg bã chượp

3 Công thức 3 32 lít nước mắm cốt: 12 kg bã chượp

Nước mắm khi cải thiện hương xong tiến hành kiểm tra cảm quan, xác định hàm lượng đạm tổng để làm cơ sở cho việc pha đấu nước mắm sau này

Thực tế của đề tài, từ lượng nước mắm thu được sau kiểm chứng, chúng tôi tiến hành ủ với bã chượp truyền thống như sau:

• Đối với Cá Cơm: Thời gian tiến hành 22/7/2012 - 02/9/2012

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ %(

• Đối với cá Trích: thời gian tiến hành 22/8/2012 – 02/10/2012

1 chượp kiểm chứng từ cá Nục (đã thủy phân được 1 tháng) phối trộn với ½ chượp truyền thống của Công ty (75 kg hỗn hợp chượp) đã tiến hành sản xuất

được 6 tháng

2.2.3 Kiểm nghiệm quy trình

Để xác định và đưa ra quy trình sản xuất nước mắm tối ưu có bổ sung enzyme, ngoài các kết quả thu được trong phòng thí nghiệm và ngoài thực nghiệm trên quy mô nhỏ, nhóm nghiên cứu tiến hành kiểm nghiệm toàn bộ quy trình với quy mô 1200kg cá Nhóm nghiên cứu sử dụng các kết quả tối ưu và những kinh nghiệm quý báu được rút ra trong quá trình triển khai thực nghiệm

để từ đó có được quy trình tốt nhất khi đưa vào sản xuất Đối tượng được lựa chọn làm kiểm nghiệm là cá Nục Quy trình kiểm nghiệm như sau:

+ Bổ sung enzyme theo tỷ lệ (0,4% Alcalase + 0,6% Flavourzyme)

+ Bổ sung muối làm 5 lần, trình tự cơ bản theo thuyết minh đề tài, tuy nhiên thời điểm bổ sung mỗi lần có thay đổi, phụ thuộc vào thời tiết, nhiệt độ giai đoạn tiến hành kiểm nghiệm Kiểm tra độ mặn nước bổi từng loại cá trước khi bổ sung muối đợt tiếp theo để bổ sung cho phù hợp Tổng lượng muối bổ sung là 25%

+ Sau khi thu được nước mắm cốt, nhóm nghiên cứu tiếp tục cải tiến hương vị bằng cách ủ với bã chượp truyền thống của công ty Còn bã chượp thu được từ kiểm nghiệm tiếp tục được ngâm trong nước muối 25% trong thời gian

1 -2 tháng

+ Thời gian tiến hành kiểm nghiệm: 28/5/2012 – 28/10/2012

+ Thời gian tiến hành cải tiến hương vị: 25/11/2012 – 24/12/2012

+ Thực hiện lên men lần 2 (thu nước mắm chiết): 24/11/2012- 24/01/2013

* Nghiên cứu, kiểm nghiệm hiệu chỉnh tỷ lệ kết hợp 2 enzyme

Từ những kết quả thu được từ quá trình kiểm chứng và kiểm nghiệm thực

tế tại Vân Đồn, với giác quan của người nghiên cứu, cùng những kinh nghiệm lâu năm của cán bộ kỹ thuật công ty, nhằm tăng hiệu quả kinh tế trong quá trình sản xuất, giảm chi phí đầu vào, nhóm nghiên cứu tiếp tục thực hiện các kiểm

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ %)

nghiệm trên quy mô 80 kg/ ang với tỷ lệ enzyme được giảm đi nhiều so với thuyết minh đã duyệt Cụ thể như sau:

+ Bổ sung enzyme theo các tỷ lệ được hiệu chỉnh:

CT1: Đối chứng, không enzyme

ở các thời điểm khác nhau để phân tích các chỉ số hóa sinh, vi sinh và đánh giá cảm quan của chượp

Thời gian tiến hành: 17/8/2012 – 22/01/2013

2.2.4 Nâng cao chất lượng sản phẩm – tăng độ đạm của nước mắm

Từ lượng nước mắm cốt thu được qua kiểm nghiệm toàn bộ quy trình, nhóm nghiên cứu sử dụng thiết bị, sân phơi nắng hiện có của Công ty CPTS Cái Rồng để tiến hành nâng cao độ đạm của nước mắm Trong quá trình phơi, nhóm nghiên cứu cùng cán bộ kỹ thuật công ty kiểm tra số lít và hàm lượng đạm tổng theo định kỳ 1 lần/1 ngày

Thời gian tiến hành: cuối tháng 7 năm 2012 và tháng 5 năm 2013

2.2.5 Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, xây dựng Bản hướng dẫn kỹ thuật cải tiến quy trình sản xuất nước mắm bằng phương pháp enzyme

2.2.6 Tập huấn cho cán bộ kỹ thuật và công nhân của Công ty CPTS Cái Rồng về kỹ thuật sản xuất nước mắm bằng phương pháp enzyme

Ngày 15/3/2013, tổ chức lớp tập huấn cho 40 cán bộ – công nhân Công ty

Cổ phần thủy sản Cái Rồng về kỹ thuật sản xuất nước mắm bằng phương pháp

bổ sung enzyme

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ %∗

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẠT ĐƯỢC

1 Kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

1.1 Xác định tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme Alcalase và Flavourzyme

Sau khi làm thí nghiệm trên 3 loại cá và được lặp lại 3 lần theo các công thức thí nghiệm được bố trí như trong thuyết minh đã duyệt (bảng 2) Kết quả được nhóm nghiên cứu tổng hợp trong bảng 5 (giá trị trung bình của 3 lần lặp):

1.1.1 Đối với cá Cơm (Engraulidae)

Hình 2: Ảnh hưởng của tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme lên quá trình thuỷ phân cá Cơm

Từ kết quả bảng 5, chúng ta có thể nhận thấy, việc kết hợp 2 loại enzyme Alcalase và Flavourzyme với tỷ lệ 0,4% Alcalase + 0,6 % Flavourzyme (công thức 11) cho kết quả thuỷ phân cá là cao nhất, hàm lượng Nito acid amin đạt được là cao nhất (15,87 g/l sau 3 ngày (72h) thuỷ phân, và 18.39g/l sau 6 ngày (144h) thủy phân), trong khi mẫu đối chứng không bổ sung enzyme, hàm lượng Nitơ acid amin sau 3 ngày và 6 ngày thuỷ phân chỉ đạt là 3,64 g/l và 4,2g/l

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ %+

Bảng 5: Kết quả thuỷ phân cá khi sử dụng kết hợp 2 loại enzyme Alcalase và Flavourzyme

Ký hiệu mẫu

(kiểu công

thức)

Tỷ lệ từng loại enzyme phối hợp

Hàm lượng Nitơ amin tạo ra sau

3 ngày thủy phân (g/l)

Hàm lượng Nitơ amin tạo ra sau 6 ngày thủy phân (g/l)

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ &−

này có thể do quá trình thu mẫu đã ảnh hưởng đến kết quả phân tích, mẫu không đồng nhất hoặc do sai số trong quá trình phân tích, ở đây sai số trung bình tuyệt đối với chỉ tiêu này ở công thức 11 là 0,00, trong khi ở công thức 17 là 0,12 Như vậy, công thức 11 với tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme là 0,4% Alcalase và 0,6

% Flavourzyme cho kết quả cao nhất và ổn định Vì thế có thể chọn công thức

11 làm công thức chuẩn để ứng dụng các nghiên cứu tiếp theo

1.1.2 Đối với cá Nhâm (cá Trích – Clupeidae)

Kết quả thí nghiệm trên đối tượng cá Trích cũng tương tự như trên đối tượng cá Cơm Việc kết hợp 2 loại enzyme Alcalase và Flavourzyme với tỷ lệ 0,4% Alcalase + 0,6 % Flavourzyme (công thức 11) cho kết quả thuỷ phân cá là cao nhất, hàm lượng Nitơ acid amin đạt được là cao nhất (14,28 g/l sau 3 ngày (72h) thuỷ phân và 17.17g/l sau 6 ngày (144h) thủy phân), trong khi đó ở mẫu đối chứng không bổ sung enzyme, hàm lượng Nitơ acid amin sau 3 ngày và 6 ngày thủy phân chỉ đạt 3,08 g/l và 3,78 g/l Vì vậy ta có thể chọn công thức 11 làm công thức tối ưu để ứng dụng các nghiên cứu tiếp theo vào sản xuất nước mắm trên đối tượng cá Trích

Hình 3: Ảnh hưởng của tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme lên quá trình thuỷ phân cá Trích

1.1.3 Đối với cá Quẩn (Chi cá Nục Decapterus - họ cá Khế Carangidae)

Kết quả tổng hợp ở bảng 5 cũng cho chúng ta thấy, việc kết hợp 2 loại enzyme Alcalase và Flavourzyme với tỷ lệ 0,4% Alcalase + 0,6 % Flavourzyme (công thức 11) cho kết quả thuỷ phân cá là cao nhất, hàm lượng Nitơ acid amin

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ &,

đạt được là cao nhất (13,53 g/l và 17.27g/l sau 3 ngày (72h) và 6 ngày (144h) thủy phân), trong khi đó ở mẫu đối chứng không bổ sung enzyme, hàm lượng Nitơ acid amin sau 3 ngày và 6 ngày thủy phân chỉ đạt 3,08g/l và 3,92 g/l Kết quả cũng chỉ ra rằng, ở công thức 18 (tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme là 0,6% Alcalase và 0,5% Flavourzyme) hàm lượng Nitơ acid amin cũng đạt cao nhất sau 6 ngày thuỷ phân (17,27 g/l), tuy nhiên xét về hiệu quả kinh tế thì Công thức

18 tốn enzyme nhiều hơn Mặt khác, lượng enzyme Flavourzyme bổ sung trong công thức 18 thấp hơn lượng enzyme Flavourzyme được bổ sung trong công thức 11 là 0,1%, trong khi enzyme Flavourzyme có tính chịu mặn tốt, còn enzyme Alcalase chịu mặn kém và sẽ mất dần hoạt tính khi dung dịch >5% muối Vì vậy ta có thể chọn công thức 11 làm công thức tối ưu để ứng dụng các nghiên cứu tiếp theo vào sản xuất nước mắm trên đối tượng cá Nục

Hình 4: Ảnh hưởng của tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme lên quá trình thuỷ phân cá Nục

1.1.4 Tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme và ảnh hưởng của nó lên quá trình thủy phân protein cá

Từ việc nghiên cứu ứng dụng enzyme vào 3 loại cá chính được sử dụng

để sản xuất nước mắm tại Công ty Cổ phần Thủy sản Cái Rồng - Vân Đồn, nhóm nghiên cứu thu được kết quả khá khả quan Kết quả tổng hợp cho thấy, việc bổ sung enzyme vào sản xuất nước mắm giúp thúc đẩy nhanh quá trình thủy phân protein cá, kết quả cho hàm lượng đạm nitơ amin cao hơn nhiều so với mẫu không bổ sung enzyme (theo phương pháp truyền thống, chỉ gồm cá + muối) Qua nghiên cứu, đã tìm ra tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme để bổ sung vào sản

Nghiên c,u ,ng d.ng enzyme vào c0i ti#n quy trình s0n xu2t n∗3c m4m !∀#∃ &

xuất cho 3 loại cá tại Vân Đồn, cả 3 loại cá đều phù hợp với một tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme là 0,4%A và 0,6%F Mặt khác, mỗi loại cá cho hàm lượng đạm Nitơ amin khác nhau không nhiều, trong đó, cao nhất là cá Cơm (sau 6 ngày thủy phân ở 45oC, hàm lượng Nitơ acid amin đạt cao nhất là 18,39 g/l), tiếp đến

là cá Nục và cá Trích (sau 6 ngày thủy phân ở 45oC, hàm lượng Nitơ acid amin đạt được là 17,27g/l và 17,17 g/l) Trong khi ở mẫu đối chứng không bổ sung enzyme, đối với cá Cơm, cá Nục và cá Trích, sau 6 ngày thủy phân ở 45oC hàm lượng Nitơ amin chỉ đạt lần lượt là 4,2g/l; 3,92g/l và 3,78 g/l

Hình 5: Ảnh hưởng của tỷ lệ kết hợp 2 loại enzyme lên quá trình thủy phân từng loại cá

Kết quả tổng hợp ở bảng 5 đã cho chúng ta thấy việc bổ sung enzyme giúp đẩy nhanh quá trình thủy phân protein cá Tuy nhiên, lượng enzyme sử dụng chỉ cần đến một mức độ giới hạn, nếu bổ sung nhiều quá hiệu quả đạt được cũng không tăng theo tỷ lệ thuận Bởi khối lượng cá là cố định, lượng protein không đổi, hơn nữa về cơ bản enzyme chỉ tác dụng nên một số cơ chất nhất định, mỗi enzyme đều có một hoạt độ nhất định, vì vậy để xác định lượng enzyme bổ sung cho phù hợp ta cần phải xác định hoạt độ của enzyme đối với mẫu cần nghiên cứu Vì vậy không phải cứ cho nhiều enzyme là quá trình thủy phân diễn ra nhanh hơn Nhìn lại kết quả thu được từ quá trình nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, ta thấy kết quả cao nhất sau 6 ngày thủy phân là công thức

11, ở công thức 12, 15, 16, 18 và 19, mặc dù tổng lượng enzyme được bổ sung

là nhiều hơn, song kết quả phân tích chỉ số Nito acid amin lại thấp hơn, nguyên