Sử dụng hệ enzym 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... Sơ đồ qui trình chế biến nước[r]
(1)Công nghệ chế biến nước mắm
Module by: ThS Phan Thị Thanh Quế E-mail the author User rating (How does the rating system work?)
Ratings
Ratings allow you to judge the quality of modules If other users have ranked the module then its average rating is displayed below Ratings are calculated on a scale from one star (Poor) to five stars (Excellent)
How to rate a module
Hover over the star that corresponds to the rating you wish to assign Click on the star to add your rating Your rating should be based on the quality of the content You must have an account and be logged in to rate content
:
(0 ratings)
Summary: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN NƯỚC MẮM Mở đầu
Nước mắm dung dịch đạm mà chủ yếu acid amin, tạo thành trình thủy phân protein cá nhờ hệ enzym protease có trong cá Ngồi nước mắm cịn dùng để chữa số bệnh đau dày, phỏng, thể suy nhược, cung cấp lượng
Nước mắm sản xuất hầu Châu Á Mỗi nước có kiểu sản xuất khác tạo sản phẩm có giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan khác
Bảng 5.1 Tên loại nước mắm tỷ lệ phối trộn tạo sản phẩm Nước mắm Điều kiện thời gian lên men
Nhật BảnShottsuruUwo - shoyu
(2)Hàn QuốcJeot - kal Tỷ lệ : = Cá : Muối (6 tháng)
Việt NamNước mắm Tỷ lệ 3: - : = Cá : Muối ( - 12 tháng) Thái LanNam - pla Tỷ lệ : = Cá : Muối (5 - 12 tháng)
MalaysiaBudu Tỷ lệ : - :1 = Cá : Muối + đường + me( - 12 tháng)
PhilippinePatis 3 : - : = Cá : Muối (3 - 12 tháng) BrumaNgapi 5 : = Cá : Muối (3 - tuần)
BẢNG
Giá trị dinh dưỡng nước mắm Các chất đạm
Chiếm chủ yếu định giá trị dinh dưỡng nước mắm Gồm loại đạm
- Đạm tổng số: tổng lượng nitơ có nước mắm (g/l), định phân hạng nước mắm
- Đạm amin: tổng lượng đạm nằm dạng acid amin (g/l), quyết định giá trị dinh dưỡng nước mắm
- Đạm amon: nhiều nước mắm chất lượng
Ngoài nước mắm chứa đầy đủ acid amin, đặc biệt là acid amin không thay thế: valin, leucin, methionin, isoleucin, phenylalanin, alanin.v.v Các thành phần khác có kích thước lớn như tripeptid, peptol, dipeptid Chính thành phần trung gian này làm cho nước mắm dễ bị hư hỏng hoạt động vi sinh vật Thành phần dinh dưỡng nước mắm phụ thuộc vào nguyên liệu đem chế biến
Các chất bay
Rất phức tạp định hương vị nước mắm
(3)- 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 nước mắm hình thành chủ yếu hoạt động vi sinh vật yếm khí trình sản xuất nước mắm tạo
Các chất khác
- Các chất vô cơ: NaCl chiếm 250-280g/l số chất khoáng như: S, Ca, Mg, P, I, Br
- Vitamin: B1, B12, B2, PP Quá trình thủy phân cá
Bản chất trình sản xuất nước mắm
Hình
Bản chất q trình q trình thủy phân protein trong cá nhờ hệ
Hình
(4)Sự tham gia enzym trình thủy phân theo chế xúc tác
Hình VớiE : enzym
S : chất (protein)
ES : hợp chất trung gian enzym chất P : sản phẩm
Sản phẩm chủ yếu trình phân giải protein acid amin các peptid cấp thấp
Sự tạo thành chuyển biến hợp chất ES qua bước:
* Bước 1: Enzym kết hợp với protein tạo thành phức chất enzym protein, bước xảy nhanh, liên kết không bền
* Bước 2: Xảy chuyển biến phân tử protein dẫn đến làm phá vỡ mối liên kết đồng hóa trị tham gia vào phản ứng Khi phức chất ES đồng thời xảy hai trình dịch
chuyển thay đổi electron, dẫn đến cực hóa mối liên kết tham gia vào phản ứng biến dạng hình học nối liên kết đồng hóa trị phân tử protein trung tâm hoạt động enzym, làm cho protein hoạt động, trình thủy phân dễ dàng hơn
* Bước 3: Giai đoạn tạo thành acid amin peptid cấp thấp, giải phóng enzym
(5)- Pha (0 - 25 ngày): Có gia tăng thể tích phần chất lỏng ở bề mặt sản phẩm protein hòa tan
- Pha (80 - 120 ngày): Mô tế bào bị phá vỡ, protein tế bào trở nên tiếp xúc với enzym, sản phẩm q trình tự phân protein được phóng thích Hầu tất mơ tế bào bị phân hủy biến sau 120 - 140 ngày
- Pha (140 - 200 ngày): Enzym phóng thích cơng vào phần protein hòa tan Đây nguyên nhân làm thay đổi hợp chất Nitơ
Ngoài đường, chất béo bị phân giải thành rượu acid hữu
Các hệ enzym sản xuất nước mắm Gồm hệ enzym lớn
a Hệ enzym Metalo-protease (Aminodipeptidase)
Hệ enzym tồn nội tạng cá chịu nồng độ muối cao nên từ đầu hoạt động mạnh, giảm dần từ tháng thứ trở sau Loại enzym có hoạt tính mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi loại peptid Đây nhóm thủy phân enzym trung tính, pH tối thích từ 5-7, pI = 4-5, ổn định với ion Mg2+, Ca2+và hoạt tính với Zn2+, Ni2+, Pb2+, Hg2+ b Hệ enzym serin-protease
(6)hoạt động người ta thực phương pháp cho muối nhiều lần Enzym serin-protease hoạt động mạnh pH từ 5-10, mạnh ở pH=9
c Hệ enzym acid-protease
Có thịt nội tạng cá, điển hình enzym cathepsin D Hệ enzym dễ bị ức chế nồng độ muối khoảng 15% nên thường nó tồn thời gian ngắn đầu thời kỳ trình thủy phân Loại men đóng vai trị thứ yếu trình sản xuất nước mắm
Vi sinh vật sản xuất nước mắm
- Nguồn gốc: có từ nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị, mơi trường (khơng khí, nước) Khi vi sinh vật xâm nhập vào chượp có ảnh hưởng sau:
- Tham gia vào trình thủy phân protein yếu bị ức chế nồng độ muối cao
- Tham gia tích cực vào việc hình thành hương vị nước mắm, chủ yếu vi sinh vật kỵ khí có khả sinh hương
Nhân tố ảnh hưởng đến trình chế biến nước mắm Nhiệt độ
Nhiệt độ tăng vận tốc phản ứng tăng, đến nhiệt độ khơng tăng giảm xuống nhiệt độ cao làm cho hệ enzym serin-protease hoạt tính Q trình thủy phân - Nhiệt độ 30 - 47oC thích hợp cho q trình chế biến chượp
- Nhiệt độ 70oC trở lên hầu hết hệ enzym cá hoạt tính Nâng nhiệt độ chượp lên cách phơi nắng, nấu sử
(7)Mỗi hệ enzym có pH tối thích khác nhau, phải xem loại
enzym nhiều đóng vai trị chủ yếu q trình sản xuất nước mắm để tạo pH thích hợp cho enzym hoạt động Qua thực nghiệm cho thấy:
pH môi trường tự nhiên từ 5,5-6,5 enzym tripsin pepsin hoạt động được, đồng thời pH có tác dụng ức chế phần vi khuẩn gây thối Vì mơi trường tự nhiên có pH thích hợp cho q trình sản xuất nước mắm
Lượng muối
Muối nguyên liệu quan trọng cho trình sản xuất nước mắm, thiếu muối nước mắm khơng hình thành
Yêu cầu muối sản xuất nước mắm phải loại muối ăn, càng tinh khiết tốt, kết tinh hạt nhỏ có độ rắn cao, màu trắng óng ánh (khơng vón cục, ẩm ướt, vị đắng chát)
- Nồng độ muối thấp có tác dụng thúc đẩy q trình thủy phân protein nhanh hơn, chượp mau chín
- Nồng độ muối cao có tác dụng ức chế làm hoạt tính enzym, q trình thủy phân chậm lại, thời gian thủy phân kéo dài (protein bị kết tủa muối trung tính bão hòa)
Để chế biến chượp nhanh cần xác định lượng muối cho vào chượp lượng muối phải thõa mãn điều kiện: - Không mặn để tránh ức chế hoạt động enzym
- Không nhạt để có đủ khả ức chế phát triển vi khuẩn gây thối
(8)lần cho muối để không ảnh hưởng đến trình sản xuất nước mắm
Diện tích tiếp xúc
Muốn phản ứng xảy nhanh phải có tiếp xúc tốt enzym cơ chất Các enzym cá tập trung nhiều nội tạng, nên để tăng tốc độ thủy phân người ta tìm cách tăng diện tích tiếp xúc
enzym thịt cá Có thể dùng biện pháp: - Phương pháp xay nhỏ cá:
+ Xay nhỏ cá diện tích tiếp xúc lớn protein dễ bị biến tính do tác dụng học
+ Enzym phân tán phân tán rộng môi trường nước làm cho nồng độ enzym lỗng Khi chượp chín đem kéo rút gặp tượng tắt lù
- Phương pháp đập dập: Cá đập dập giữ hình dạng ban đầu, thịt bên bị mềm ra, tổ chức thịt lỏng lẻo giúp enzym dễ ngấm vào thịt Cá đập dập xương cá không bị vỡ vụn, chượp chín kéo rút dễ dàng
- Phương pháp cắt khúc: thịt cá cịn nên enzym khó ngấm vào phương pháp đập dập, protein mặt ngồi dễ bị biến tính do tiếp xúc với dung dịch có nồng độ muối cao
Như để tăng diện tích tiếp xúc sử dụng phương pháp đập dập kết hợp với đánh khuấy chượp tốt
Bản thân nguyên liệu
Những lồi cá khác nhau, thành phần hóa học cấu trúc khác nhau, hệ enzym cá tạo loại nước mắm có chất lượng khác
(9)- Loại cá có kết cấu thịt lỏng lẽo, mềm mại, vảy dễ chế biến loại cá cứng, chắc, nhiều vảy
- Nếu cá có nhiều mỡ nước mắm có mùi ôi khét khó chịu, mùi chua (do thủy phân chất béo thành acid béo glycerid) khét oxy hóa chất béo
- Cá sống tầng nước mặt cá thu, cá cơm, cá nục, cá mòi cho chất lượng nước mắm tốt ăn thức ăn ngon nên dinh dưỡng thành phần đạm cao
- Cá sống tầng nước tầng đáy cá phèn, cá mối cho nước mắm có chất lượng thiếu thức ăn (ăn rong, rêu, bùn hoặc thực vật đáy) làm cho thịt cá thiếu dinh dưỡng bụng cá có bùn đất ảnh hưởng đến màu sắc nước chượp
Phương pháp rút ngắn thời gian chế biến nước mắm
Có phương pháp rút ngắn thời gian chế biến nước mắm 1 Tạo điều kiện tối ưu (5 yếu tố)
2 Sử dụng enzym từ nguồn tự nhiên:
- Động vật: nội tạng gia súc có diện nhiều enzym thủy phân protease như: pepsin, tripsin, cathepsin
- Thực vật: có vài loại thực vật có enzym protease trong đu đủ có enzym papain, khóm có enzym bromelin
- Vi sinh vật: trình hoạt động sống nhiều hệ enzym sinh từ nấm mốc Aspergillus oryzae, Asp niger
* Phương pháp sử dụng
(10)- Sử dụng dạng chiết xuất: chiết enzym từ nguyên liệu thành dạng tinh chế sau cho vào chượp
Để rút ngắn thời gian chế biến nước mắm thường người ta đưa các biện pháp sau:
- Pha với nước mắm có hương vị tốt, sau để thời gian cho ổn định
- Kéo rút qua bã chượp tốt, cách cho hiệu đáng kể nó trích ly hương vị bã chượp làm cho nước mắm ngắn ngày có hương vị thơm ngon
- Phân lập vi sinh vật gây hương chượp tốt sau cấy vào nước mắm hương sử dụng vi sinh vật gây
hương để sản xuất hương liệu cho hương liệu vào nước mắm hương
Các phương pháp chế biến nước mắm
Phương pháp chế biến nước mắm cổ truyền Nguyên lý
Có phương pháp chế biến chượp cổ truyền * Phương pháp đánh khuấy:
- Cho muối nhiều lần - Cho nước lã
- Đánh khuấy liên tục * Phương pháp gài nén:
- Cho muối lần nhiều lần - Không cho nước lã
(11)* Phương pháp hỗn hợp:
- Kết hợp phương pháp gài nén đánh khuấy - Lúc đầu thực phương pháp gài nén
(12)Hình
Hình 5.1 Qui trình cơng nghệ chế biến sản phẩm nước mắm cổ truyền
(13)Hình 5.2 Sơ đồ qui trình chế biến nước mắm cải tiến
Đặc điểm: Tận dụng nguồn nguyên liệu cá đáy cá : - Cá đáy có chất lượng kém, chượp khó làm nên sử dụng phương pháp đánh khuấy rút ngắn thời gian chế biến nhanh tốt - Cá có chất lượng tốt nên sử dụng phương pháp gài nén có bổ sung thêm khóm nhằm tăng hương vị nước mắm
5.6.2 Phương pháp chế biến nước mắm hóa học 5.6.2.1 Nguyên lý
Sử dụng hóa chất (HCl, H2SO4 , Na2CO3, NaOH) để thủy phân protein thịt cá thành acid amin
(14)Hình
- Ngun liệu: lồi thủy sản có đạm tơm, cua, cá, nghêu, sị và nước muối cá cũ
- Xử lý: làm
- Ngâm: dung dịch HCl thời gian tuần, đánh khuấy tạo cho nước mắm có màu sắc đẹp thủy phân phần protein cá
- Thủy phân: sử dụng kiệu, lu có ống sinh hàn đồng thời có thiết bị đánh khuấy để tránh cháy khét
+ Nồng độ acid sử dụng HCl 7N
(15)+ Lượng acid: dựa vào nguyên liệu, nguyên liệu có nhiều xương cứng, nhiều vảy cần lượng acid nhiều
- Trung hòa: sử dụng Na2CO3 nhiệt độ trung hòa 60-70oC, pH= 6,3-6,5
- Lọc điều chỉnh chất lượng sản phẩm:
+ Vớt chất béo phía lọc qua vải để giữ cặn, xương xác chưa bị thủy phân
+ Điều chỉnh nồng độ muối khoảng 20oBé
+ Điều chỉnh nồng độ đạm cách đun nhiệt độ 60-70oC phơi nắng sau bổ sung bezoat Na với nồng độ 1%
+ Kéo rút nước mắm qua bã chượp tốt trộn với nước mắm cốt Phương pháp chế biến nước mắm vi sinh vật
Nguyên lý
Sử dụng hệ enzym protease nấm mốc Aspergilus oryzea để thủy phân protein thịt cá thành acid amin điều kiện nhiệt độ và môi trường thích hợp
(16)Hình 5.3 Sơ đồ qui trình chế biến nước mắm phương pháp vi sinh vật
- Xử lý: cá phải rửa bùn, đất, tạp chất, cá to phải cắt nhỏ - Thủy phân:
+ Mốc: yêu cầu tốc độ sinh trưởng phát triển nhanh, hình thái khuẩn ty to mập, tốt sau ngày nhiệt độ độ ẩm thích hợp
+ Tỉ lệ mốc cá từ 3-4% tính theo chế phẩm mốc thô 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 chín + Muối: sử dụng muối có tinh thể nhỏ, màu sáng, độ trắng cao,
khơng vón cục, khơng bị chát, lượng muối cho vào 4-6% so với khối lượng cá
(17)+ Đun sơi: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 qua bả chưởp tốt * Nhược điểm
- Nước mắm khơng có hương vị thời gian sản xuất ngắn
- Nước mắm bị chua tinh bột lên men lactic sinh acid dễ bay cá bị ươn
- Đắng xác vi sinh vật tồn chất lượng muối kém, có nhiều ion Ca2+, Mg2+
Kiểm tra bảo quản chượp nước mắm Những tượng hư hỏng chượp a Chượp chua
- Hiện tượng: chượp bốc mùi chua, màu xám đượm mùi khó chịu
- Ngun nhân
+ Chua mặn đầu: lượng muối lúc đầu nhiều, lượng muối này ngấm vào lớp thịt cá phía bên ngồi, bên nội tạng chưa kịp ngấm muối làm cho thịt cá bị nhạt muối, xảy trình phân giải sinh nhiều acid bay phức tạp như: glycogen, glucose bị phân giải yếm khí tạo acid lactic.Các chất phân giải hiếu khí tạo acid acetic, acid butyric Ngoài chất béo bị thủy phân tạo glycerin acid béo chất đạm khử amin thành acid béo
(18)+ Chua nhạt đầu: cá nhạt muối khơng đủ sức kiềm hãm phát triển vi sinh vật, phân giải tạo nhiều acid bay phức tạp làm phát sinh mùi chua, thối nhanh chóng chuyển sang hư thối - Cách phòng chữa
+ Cần phải cho muối đủ
+ Náo đảo, phơi nắng kéo rút qua bã chượp tốt
+ Dùng rượu chuyển acid sang dạng ester có mùi thơm trung hịa NaHCO3
+ Dùng thính để hấp phụ mùi
+ Chua mặn đầu tiến hành cho thêm nước lã vào chượp tiến hành chế biến chượp
b Chượp đen
- Hiện tượng: nước bị xám đen, cá nhợt nhạt mức độ cao nữa cá bị đen
- Nguyên nhân
+ Do cá có bùn đất tạp chất khơng mang, nhớt bên ngồi mà nội tạng cá
+ Do sắc tố có da, thịt nội tạng cá như: Lutein, astaxanthin, taraxantin dẫn xuất khác như: sepiamelanin có mực
+ Do phân hủy chất khác
(19)Hình
+ Sự oxy hóa chất béo chưa bão hịa
Những chất gây đen phần lớn có chứa S, phân hủy hình thành H2S, CH3-HS cho màu đen, chất tác dụng với ion kim loại cho màu đen
Hình
- Cách phòng chữa
Tùy theo ngun nhân có cách phịng chữa khác + Xử lý nguyên liệu ban đầu cho tốt
+ Cần chọn lựa nguyên liệu ban đầu cho kỹ, tránh nhiểm bẩn + Cho thính rang kỹ bã chượp tốt vào bã chượp bị đen, tiến hành đánh khuấy tăng cường phơi nắng
+ Dùng chất chống oxy hóa KMnO4, KClO3, H2O2 để oxy hóa chất đen
+ Khi chượp trở mùi kịp thời cho muối vào để ngăn chặn phát triển vi sinh vật
+ Đun sôi nước bổi, màu đen bị phá hủy bay hơi, vi sinh vật bị tiêu diệt
c Chượp thối
- Hiện tượng: chượp thối đen có mùi thối chượp đen chưa thối
(20)Chủ yếu muối nhạt sau cá đòi muối ta không kịp thời cho muối vào Khi vi sinh vật hoạt động phân hủy chất có đạm chủ yếu acid amin thành sản vật cấp thấp làm cho chượp bị thối
Vd:
Hình
- Cách phòng chữa
+ Cần xử lý nguyên liệu cho tốt để tránh nước mưa vào
+ Dụng cụ chế biến phải sẽ, không để chượp nơi ẩm thấp, bẩn thỉu
+ Cần áp dụng kỹ thuật chế biến, đồng thời cần nắm vững hiện tượng cá đòi muối muối đủ, kịp thời
Nếu chượp bị thối khó chữa
+ Có thể trộn với chượp khác đem nấu
+ Chượp bị nước mưa nhiểu vào múc riêng phần cho muối vào, tăng cường phơi nắng náo đảo
d Nước mắm thối cách phòng chữa
- Hiện tượng: nước mắm thối lên bọt nhỏ nước bị đục, cá màu nâu xám đến xanh xông lên mùi hôi thối - Nguyên nhân:
(21)+ Do nước mắm lọc khơng (cịn lại xác cũ)
+ Do nước hâm bị nhạt muối hay q nóng tạo nhiệt độ mơi trường thích hợp cho vi sinh vật phát triển
+ Do bể thùng lọc dụng cụ chứa không có lẫn xác chượp sống
+ Do nước mắm bị nước mưa hay nước lã đổ vào - Cách phòng chữa:
+ Cần tránh nguyên nhân
+ Cách chữa dùng nhiệt độ làm bay mùi hôi thối
Các tiêu phân loại, kiểm tra chượp nước mắm a Phân loại chượp
Chia làm loại
- Chượp loại A: gồm tất loại chượp cá như: cá cơm, cá nục, cá linh Chượp tốt loại dùng để sản xuất nước mắm thượng hạng
- Chượp loại B: gồm loại chượp cá có chất lượng hơn loại chượp cá khác có chất lượng tốt Chượp dùng để sản xuất nước mắm đặc biệt loại I
- Chượp loại C: chượp loại cá đáy có chất lượng xấu như cá phèn, cá mối
b Chỉ tiêu đánh giá chượp chín * Cảm quan
(22)- Mùi thơm đặc trưng, khơng có mùi chua, mùi lạ - Trạng thái
+ Đối với chượp gài nén: cá nguyên con, thịt cá tách khỏi xương, khuấy thịt nát vụn
+ Đối với chượp đánh khuấy: cá nát nhuyển, chượp sáng, đánh khuấy khơng có tượng sủi bọt
* Hóa học: có yếu tố
Tỉ lệ nitơ amin đạm toàn phần nước cốt + Đối với chượp cá tỉ lệ > 45%
+ Đối với chượp cá đáy tỉ lệ > 40% * Một vài phương pháp khác
- Phương pháp phơi nắng sấy 50oC, nước mắm khơng có biến đổi so với mẫu đối chứng nước mắm chín Nếu màu từ vàng rơm cánh gián chuyển sang vàng nhạt hương vị đặc trưng, đục chượp chưa chín
- Phương pháp lắng đọng: người ta sử dụng phương pháp học lắc mạnh mẫu nước mắm, lắc 30-40 lần sau để yên 20 phút, mẫu nước mắm khơng có biến đổi so với mẫu đối chứng
chượp chín
c Tiêu chuẩn nước mắm thành phẩm
Bảng 5.2 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước mắm
LoạiChỉ tiêu Đặc biệt (g/l)Loại Loại
Nitơ tổng số 20 15 11
Nitơ amin 8,5 6,5 4
Nitơ amoniac <5 4 3
(23)Thời gian bảo quản (ngày)150 100 70 BẢNG
d Pha chế nước mắm
Giả sử ta có: Nước mắm cốt AoN Nước mắm ngang BoN
AoN > 15 > BoN
Pha thành nước mắm có 15oN Tỷ lệ sử dụng
Hình 10
e Bảo quản nước mắm