Quy trình sản xuất nước mắm

Là sản phẩm của quá trình thuỷ phân protein thành các amino acid nhờ hệ enzyme của vi sinh vật và enzyme có sẵn trong thịt cá và ruột cá làm cho nước mắm có mùi vị đặc trưng.. Mùi trong

Lời nhận xét từ giảng viên

Lời mở đầu

ới lợi thế địa lý Việt Nam có bờ biển trãi dài từ Bắc xuống Nam, hải sản là nguồn nguyên liệu dồi dào, phong phú Tận dụng ưu thế

đó, ngành công nghệ thực phẩm nước ta đang đầu tư mở rộng sản xuất với dây chuyền công nghệ hiện đại Trong đó có ngành công nghiệp sản xuất nước mắm

V

Nước mắm là một loại gia vị, một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao (trong nước mắm có chứa khoảng 13 loại acid amin, vitamin B, khoảng 1-5 microgram vitamin B12) Trong mỗi bữa cơm của gia đình Việt, một chén nước mắm thường không thể thiếu Hương vị nồng nàn đặc trưng ấy làm tăng thêm sự ngon miệng cho bữa ăn

Từ xa xưa ông bà ta thường ủ cá và muối trong lu, sau vài tháng là cho ra một thứ nước màu đỏ đậm, mùi nồng của cá biển, vị mặn thật đậm đà Đó là những đặc điểm hấp dẫn người ăn mà không một loại sản phẩm nào có thể thay thế

Nghề làm nước mắm đã quen thuộc với người dân miền biển nhưng để có được một loại nước mắm ngon, ăn một lần để nhớ đời thì ít có người làm được Nghề nước mắm của nước ta hiện nay vẫn còn theo phương pháp cổ truyền, ở mỗi địa phương có sự khác nhau một chút ít, từng cơ sở sản xuất có những bí quyết riêng nhưng quy trình sản xuất vẫn còn thô sơ và thời gian kéo dài, hiệu quả kinh tế còn thấp Đã có nhiều công trình nghiên cứu từng bước cơ giới hóa nghề nước mắm nhưng vẫn còn nhiều hạn chế do sự ăn mòn của muối đối với kim loại Trong đó, tiêu biểu là công nghệ sử dụng vi sinh vật cung cấp hệ enzyme nhằm rút ngắn thời gian trong quá trình sản xuất

Chương 1 Nước mắm

1.Khái niệm nước mắm

Nước mắm là một sản phẩm lên mem thịt cá trong môi trường muối mặn Là sản phẩm của quá trình thuỷ phân protein thành các amino acid nhờ hệ enzyme của vi sinh vật và enzyme có sẵn trong thịt cá và ruột cá làm cho nước mắm có mùi vị đặc trưng

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 khác trên thế giới Đặc biệt, nước mắm được sản xuất ở hầu hết các nước Châu Á Mỗi nước có kiểu sản xuất khác nhau tạo

ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan khác nhau

Bảng 1 Tên các loại nước mắm và tỷ lệ phối trộn tạo sản phẩm

Nước mắm Điều kiện và thời gian lên men

Nhật Bản Shottsuru &

Uwo - shoyu Tỷ lệ 5 : 1 = Cá : Muối + gạo lên men và koji (3 : 1) Thời gian lên men: 6 tháng 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)

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

Tuy mỗi nơi có một kiểu sản xuất nước mắm khác nhau, nhưng thông thường đều tuân theo quy trình chung sau đây

Hình 1 Sơ đồ quy trình sản xuất nước mắm

2 Phân loại

• Đặc biệt: độ đạm > 300N

Nước mắm đặc biệt hay còn gọi là nước mắm nhỉ vì được kéo chảy nhỏ giọt đến thật nhỏ, nhỉ từng giọt có màu cánh gián, có mùi thơm nồng, vị ngọt dụi đậm, độ đạm cao 30 g/l, càng để lâu càng ngon

• Thượng hạng: độ đạm > 250N

Nước mắm thượng hạn hay còn gọi là nước mắm cốt có màu vàng rơm đến cánh gián, hương thơm, vị ngọt dịu đậm, độ đạm cao 25 g/l, càng để lâu càng thơm ngon

và có màu u đen lại, làm gia vị cho thức ăn

• Hạng 1: độ đạm >150N

Do nước chan kéo qua chượp đã rút 90% cốt, hàm lượng đạm 15 g/l, dùng làm nước chấm

• Hạng 2: độ đạm > 100N

Do nước chan kéo qua bã chượp đã rút hết 90% loại 1, hàm lượng đạm 10g/l, dùng để nấu nếm thức ăn

• Hạng 3: độ đạm <100N

Do nước mắm chan kéo qua bã chượp đã rút 90% loại 2, hàm lượng đạm thấp, dùng làm nước mắm chan chượp cho mùa nước mắm sau

3 Giá trị dinh dưỡng của nước mắm

3.1 Các chất đạm

Chiếm chủ yếu và quyết định giá trị dinh dưỡng của nước mắm Gồm 3loại đạm:

- Đạm tổng số: là tổng lượng nitơ có trong nước mắm (g/l), quyết định phân hạng của nước mắm

- Đạm amin: là tổng lượng đạm nằm dưới dạng acid amin (g/l), quyết định giá trị dinh dưỡng của nước mắm

- Đạm amon: 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,… các thành phần khác có kích thước lớn như tripeptid, peptol, dipeptid Chính những thành phần trung gian này làm cho nước mắm dễ bị hư hỏng do hoạt động của vi sinh vật Thành phần dinh dưỡng của nước mắm phụ thuộc vào nguyên liệu đem đi chế biến

3.2 Các chất bay hơi

Rất phức tạp và quyết định hương vị của nước mắm Hàm lượng các chất bay hơi trong nước mắm mg/100g nước mắm

- 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)

Mùi trong nước mắm được hình thành chủ yếu do hoạt động của vi sinh vật yếm khí trong quá trình sản xuất nước mắm tạo ra

3.3 Các chất khác

- Các chất vô cơ: NaCl chiếm 250-280g/l và một số các chất khoáng như: S, Ca,

Mg, P, I, Br

- Vitamin: B1, B12, B2, PP

4 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước mắm

4.1 Chỉ tiêu cảm quan

Ngọt của đạm, có hậu vị rõ

4.2 Chỉ tiêu vi sinh

4.3 Chỉ tiêu hóa học và hóa lý

Tên chỉ tiêu

Mức chất lượng Đặc

biệt

Thượng

1 Hàm lượng nitơ toàn

phần, tính bằng g/l,

không nhỏ hơn

2 Hàm lượng nitơ acid

amin, tính bằng % so

với nitơ toàn phần,

không nhỏ hơn

3 Hàm lượng nitơ

amôniac, tính bằng %

so với nitơ toàn phần,

không lớn hơn

4 Hàm lượng acid, tính

bằng g/l theo acid

5 Hàm lượng muối

Natri clorua, tính bằng

g/l, trong khoảng

250 – 295

6 Hàm lượng

Histamin, tính bằng

mg/l, không lớn hơn

200

5 Các phương pháp chế biến nước mắm

5.1 Công nghệ sản xuất nước mắm dài ngày (phương pháp cổ truyền)

Phương pháp

Hình 2 Sơ đồ qui trình công nghệ chế biến sản phẩm nước mắm cổ truyền

Hệ vi sinh vật

Khi xác định hệ VSV trong nguyên liệu cũng như hệ VSV trong khối cá đang lên men người ta thấy có mặt rất nhiều vi khuẩn thuộc Bacillus subtilis, Bacillus mensentericcus, Pseudomonas spp, clostridium spp

5.2 Công nghệ sản xuất nước mắm ngắn ngày

Nhằm rút ngắn quá trình lên men, nhiều cơ sở nghiên cứu đã cố gắng tìm nhiều biện pháp, trong đó có tăng cường lượng enzyme từ vi sinh vật, điều chỉnh nhiệt độ,

độ pH, lượng nước cần thiết Các kết quả đó làm thay đổi đáng kể thời gian, công sức và chất lượng sản phẩm

Phương pháp chế biến nước mắm bằng vi sinh vật

* Nguyên lý: Sử dụng hệ enzyme protease trong nấm mốc Aspergilus oryzea để thủy phân protein thịt cá thành các acid amin ở điều kiện nhiệt độ và môi trường thích hợp

Các hệ enzyme trong sản xuất nước mắm

Gồm 3 hệ enzyme lớn

- Hệ enzyme Metalo-protease (Aminodipeptidase)

- Hệ enzyme serin-protease

- Hệ enzyme acid-protease

Phương pháp

Hình 3 Sơ đồ qui trình chế biến nước mắm bằng phương pháp vi sinh vật

Xử lý: cá phải rửa sạch bùn, đất, tạp chất, cá to phải cắt nhỏ

Thủy phân:

+ Mốc: yêu cầu tốc độ sinh trưởng và phát triển nhanh, hình thái khuẩn ty to và mập, tốt nhất là sau 2 ngày ở nhiệt độ và độ ẩm thích hợp

+ Tỉ lệ giữa mốc và cá từ 3-4% tính theo chế phẩm mốc thô và cá xay nhỏ trộn với mốc

+ Nước cho vào 5-10% để vừa đủ ngấm mốc, giúp men hoạt động tốt, nhiệt độ thủy phân 37 - 41OC, thời gian 10-15 ngày chượp sẽ chín

+ Muối: sử dụng muối có tinh thể nhỏ, màu sáng, độ trắng cao, không vón cục, không bị chát, lượng muối cho vào 4-6% so với khối lượng cá

Lọc: nước lọc và nước rửa bã bằng 30% so với khối lượng cá Sau đó

+ Đun sôi:nhỏ lửa có tàc dụng khử mùi, vi sinh vật, chất bẩn

+ Thêm muối vào để đạt đến độ mặn nước chấm

+ Kéo rút dịch này qua bả chưởp tốt

* Ưu điểm

Rút ngắn thời gian sản xuất

Tăng năng suất

Giảm công sức lao động

* Nhược điểm

Nước mắm không có hương vị vì thời gian sản xuất ngắn

Nước mắm bị chua do tinh bột lên men lactic hoặc do sinh ra acid dễ bay hơi khi

cá bị ươn

Đắng do xác vi sinh vật còn tồn tại hoặc do chất lượng của muối kém, có nhiều ion Ca2+, Mg2+

Một điều cần lưu ý khi cho thêm vào nguyên liệu một lượng enzyme thì đảm bảo môi trường không ức chế sự hoạt dộng của enzyme cho vào hoặc cấy một lượng

vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease cao thì vi khuẩn đó phải chống chịu được với điều kiện bất lợi trong quá trình ủ chượp

Chương 2 Ứng dụng của vi sinh vật trong công nghệ lên men nước mắm

Nước mắm là dung dịch acid amin, NaCl, các chất thơm được tạo ra trong quá trình lên men Bản chất của quá trình sản xuất nước mắm gồm có hai quá trình chuyển hóa cơ bản

1 Ứng dụng của vi sinh vật trong quá trình chuyển hóa protid thành acid amin

Đây là quá trình chính trong quá trình sản xuất nước mắm

Quá trình thủy phân protit của cá thành acid amin, peptit nhờ enzyme protease của vi sinh vật có trong tụy tạng cá hay vi sinh vật bên ngoài tác dụng vào qua các dạng trung gian như peptin, polypeptit, peptit, và cuối cùng là acid amin

Cơ chế quá trình này như sau:

- Quá trình thủy phân này xảy ra nhờ ảnh hưởng của nhiệt độ là chính, thường xảy ra rất chậm

- Trong quá trình chế biến, khi nhiệt độ tăng thì vận tốc phản ứng của các enzyme sẽ tăng, nhưng nhiệt độ tăng cao quá sẽ ức chế enzyme và quá trình thuỷ phân sẽ giảm Vì enzyme mang bản chất là protein nên chúng không chịu được nhiệt độ cao Nhiệt độ thích hợp cho các enzyme hoạt động từ 45oC – 54oC

Nâng nhiệt độ của chượp lên bằng cách phơi nắng, nấu hoặc sử dụng tôn nóng

để che phân xưởng

Hình 4 Phơi nắng các chượp để nâng nhiệt độ

Tuy nhiên, nếu quá trình xảy ra mạnh sẽ dẫn đến sản phẩm cuối cùng là acid amin và một số loại khí có mùi rất khó chịu như NH3, H2S Các sản phẩm khí này

có thể sẽ tan trong nước mắm, cũng có thể bay hơi tạo mùi rất khó chịu

Chính vì thế trong sản xuất nước mắm, người ta rất hạn chế quá trình này xảy ra Nếu để quá trình này xảy ra vừa hao tốn lượng đạm cần thiết có trong nước mắm vừa tạo ra mùi khó chịu trong sản phẩm

1.1 Các hệ enzyme trong sản xuất nước mắm

Gồm 3 hệ enzyme lớn

* 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 peptid Đây là nhóm thủy phân enzyme trung tính, pH tối thích từ 5-7, nó ổn định với ion

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

* Hệ enzyme serin-protease

Điển hình là enzyme tripsin, tồn tại nhiều trong nội tạng của cá Ở giai đoạn đầu của quá trình sản xuất nước mắm hoạt động của nó yếu đến tháng thứ 2 và phát triển dần đạt giá trị cực đại ở tháng thứ 3 rồi giảm dần đến khi chượp chín (protein phân giải gần như hoàn toàn không còn ở dạng peptol) 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 đầu thời kỳ của quá trình thủy phân Loại men này đóng vai trò thứ yếu trong quá trình sản xuất nước mắm

1.2 Vi sinh vật trong sản xuất nước mắm

Nước mắm là loại nước chấm có hàm lượng muối cao, vì vậy đa số các vi sinh vật phát triển trong nước mắm là những loài chịu muối

Vi sinh vật có mặt ngay từ đầu của quá trình chế biến do tồn tại trong nguyên liệu hay từ môi trường ngoài nhiễm vào Do nồng độ muối trong quá trình sản xuất nước mắm quá cao nên đã ức chế rất nhiều hoạt động của vi sinh vật

Tuy nhiên, trong một giai đoạn ngắn đầu tiên, khi muối chưa kịp tác dụng, có một số vi sinh vật gây thối hoạt động Sau đó với sự hình thành nước bồi, độ mặn tăng dần và khi nồng độ muối đạt từ 12% trở lên thì các vi sinh vật gây thối hầu như ngừng hoạt động và các vi sinh vật khác cũng bị ức chế cao độ

Như vậy, trong quá trình chế biến nước mắm, vi sinh vật tham gia vào quá trình thủy phân protein nhưng rất yếu vì bị ức chế với nồng độ muối cao

Nhóm sinh vật thủy phân protein: Bacillus subtilis, Bacillus mensentericcus, Pseudomonas spp., Halobaterium salinarium, Halobaterium cutirubrum, Clostidium sporgenes, Achromobacter,

Dựa trên khả năng chịu muối, hệ vi sinh vật tồn tại trong nước mắm có hai loại:

• Nhóm vi sinh vật ưa muối: có thể phát triển được trong môi trường có

nồng độ muối trên 10%, chủ yếu là loại Cocci.

• Nhóm vi sinh vật không ưa muối: phát triển ở nồng độ muối dưới 10%

2 Ứng dụng của vi sinh vật trong quá trình tạo hương thơm

Quá trình tạo hương thơm là một quá trình phức tạp, đòi hỏi phải có thời gian nhất định để sản phẩm tích lũy năng lượng đặc trưng do sự chuyển hóa các hợp chất hữu cơ tạo thành hương thơm

Nước mắm là một dung dịch mà trong đó không chỉ có acid amin, nước, muối, vitamine và các chất khoáng mà phải có loại đặc trưng hương thơm của nó Do đó nếu thiếu quá trình này thì nước mắm không còn là nước mắm mà chỉ là dung dịch acid amin thuần túy

Mùi là giá trị cảm quan quan trọng của nước mắm Nếu nói về về khoa học thực phẩm, mùi nước mắm bao gồm 8 mùi: Mùi ammoniac, mùi pho mát, mùi thịt, mùi

cá, mùi cháy, mùi ôi, mùi thối, mùi mồ hôi Nước mắm ngon phải ít mùi đạm thối, mùi cháy, mùi mồ hôi – muốn làm được điều đó, nhà sản xuất phải lựa chọn kỹ nguồn nguyên liệu đầu vào, phải muối thời gian lâu hơn với phương án gài nén - rút

nỏ cũng như cầu kỳ trong khâu chế biến, chăm sóc

Trong quá trình chế biến nước mắm, sự tham gia vào quá trình thủy phân protein của vi sinh vật tương đối yếu nhưng về sự hình thành mùi vị của nước mắm trong quá trinh chế biến thì vi khuẩn đã tham gia tích cực Vi sinh vật đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình len men cá Chúng giúp sản sinh ra mùi vị đặc trưng của nước mắm

Nhóm vi sinh vật phát triển mùi vị trong nước mắm gồm: Bacillus, Coryneform, Streptococcus, Micrococus, Staphylococcus Trong đó Staphylococcus tồn tại khá nhiều và sinh ra lượng acid bay hơi cao, góp phần quan trọng trong việc sinh ra mùi

vị của nước mắm Đa số những vi sinh vật gây hương thường là yếm khí vì vậy quá trình gài nén sẽ tạo cho nước mắm hương vị thơm ngon hơn hẳn so với các loại nước mắm sản xuất theo phương pháp khác Những vi sinh vật gây hương yếm khí, bản thân không ưa muối nhưng trong quá trình chế biến chượp chúng thích nghi dần với độ mặn và có thể phát huy tác dụng

Người ta còn sử dụng thêm một số nguyên liệu trái cây như: dứa, mít chín, thính gạo, cho vào thùng trộn chung với cá và muối Để làm tăng mùi vị cho nước mắm

và làm cho nước mắm có vị ngọt hơn, thanh hơn

Hình 5 Các loại ngũ cốc

Thính là loại ngủ cốc như nếp, gạo, bắp, được rang vàng Thính có tác dụng làm cho nước mắm tăng mùi thơm, màu sắc đẹp hơn Sự có mặt của thính phần cháy sém sẽ hấp thu mùi thanh hôi của cá, tạo màu sắc đậm đà, phần tinh bột của ngũ cốc chuyển hóa thành acid axetic sẽ làm môi trường thích hợp cho vi sinh vật hoạt động Khi thành phẩm, acid này sẽ làm nước mắm này có vị hơi chua tựa hồ như ta vắt chanh hay cho ít dấm vào bát nước mắm, khiến vị nước mắm dịu hẳn đi Ngoài

ra, acid axetic còn là chất bảo quản giảm hư thối Khi màu đỏ của nước cốt ban đầu biến mất và trở nên trong hơn Các khổi rắn lắng xuống đáy bồn Lúc này, quá trình lên men thật sự bắt đầu thông qua hoạt động của các nhóm vi khuẩn acid lactic

Hình6 Quả dứa