Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất nem chua

Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất nem chua, Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất nem chua, Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất nem chua, Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất nem chua

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM  Bài báo cáo: Đề tài: VI SINH THỰC PHẨM Nem Chua GVHD Thực MSSV Lớp : : : 06125083 : DH06BQ Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2008 I.1 Khái quát chung Nem chua loại thực phẩm lên men lactic từ thịt, nhân dân ta ưa thích Hiện nem chua sản xuất rộng rãi cacr nước Nem chua vùng có hương vị đặc trưng riêng, tùy vào kinh nghiệm chế biến Các vùng sản xuất nem chua tiếng như: - Miền Bắc: Nem Vẽ ( Từ Liêm, Hà Nội ), Nem Phủ Từ ( Bắc Ninh ) - Miền Trung: Nem chua Đông Ba ( Huế ), Nem chua Chợ Huyện ( Bình Định ), Nem chua Ninh Hòa ( Khánh Hòa )… - Miền Nam: Nem Thủ Đức ( Hồ Chí Minh ), Lai Vung ( Đòng Tháp ), Tân Hưng ( Tiền Giang ),… I.2 tìm hiểu vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacillaceae Các chủng vi khuẩn thuộc nhóm có đặc điểm sinh thái khác đặc tính sinh lý tương đối giống Tất có đặc điểm có đặc điểm chung vi khuẩn Gram dương, không tạo bào tử, không di động, hô hấp tùy tiện ( kị khí hiếu khí ) không chứa men hô hấp xitoccrom catalaza Chúng thu nhận lượng nhờ trình phân giải hydrat cacbon sinh axit lactic, sinh sản hình thức phân đơi tế bào Nhóm vi khuẩn lactic bao gồm nhiều giống khác nhau: Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus, Leuconostoc Ngày người ta bổ sung vào nhóm vi khuẩn lactic chủng vi khuẩn thuộc giống Bifidobacterium I-2.1 Đặc điểm hình thái Tùy thuộc vào hình dạng tế bào mà người ta chia vi khuẩn lactic thành dạng hình cầu hình que Kích thước chúng thay đổi tùy lồi -Giống Streptococcus có dạng hình trịn hình ovan, đường kính tế bào 0.5-1µm Sau phân chia theo phương chúng thường xếp riêng biệt, cặp đơi chuỗi ngắn -Giống Leuconostoc có hình dạng dài hình ovan, đường kính từ 0.5-0.8µm chiều dài khoảng 1.6µm số điều kiện chúng có dạng trịn, chiều dài khoảng 1-3 µm Sau phân chia chúng thường xếp thành chuỗi, không tạo thành đám tập trung -Lactobacillus vi khuẩn có dạng hình que,Gram dương,khơng sinh bào tử,tế bào thường xếp đôi thành chuỗi,không di động,phản ứng catalase âm, vi hiếu khí kỵ khí.Một số chủng lên men đồng hình,một số khác lên men dị hình.Chúng phát triển tốt mơi trường thích hợp giàu chất dinh dưỡng: acid amin,vitamin acid béo - Lactobacillus Được chia làm nhóm chính: *Thermobacterium: vi khuẩn Lactobacillus lên men đồng hình ưa nhiệt.Chúng phát triển 450C phát triển 150C Những giống thường gặp thực phẩm gồm Lb leichmanii, Lb bulgaricus,Lb acidophilus,vv… *Streptobacterium: chủng vi khuẩn Lactobacillus lên men đồng hình ưa ấm,chúng phát triển 150C Một số lên men dị hình tùy theo loại đường Các chủng vi sinh vật thường gặp gồm Lactobacillus casei loài chiếm ưu sữa, Lb.plantarum thường gặp sản phẩm rau lên men *Betabacterium: loài Lactobacillus lên men dị hình.Những loại thường gặp thực phẩm gồm Lb fermentum, Lb buchneri, Lb brevis,vv… -Giống Pedicoccus tứ cầu khuẩn song cầu khuẩn Có hoạt tính thủy phân protein yếu Pediococcus chủng hiếu khí với nhu cầu dinh dưỡng phức tạp Sự phát triển chúng cần có diện nhiều tác nhân sinh trưởng Nhiều giống ưa axit.Đôi trình lên men lactic đồng hình chúng cho dạng đồng phân quang học acit lactic, thông thường acit lactic dạng L Chúng thường giống hoại sinh lây nhiễm cho sản phẩm rau quả, nước giải khát Chúng tác nhân gây hư hỏng công nghiệp bia.(Pc.damnosus) Pediococcus nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm thực vật ,thịt cá.Chúng thường xuyên sử dụng men lactic sản xuất thịt nguội.(J.P.GUIRAUD ctv,1998) -giống Bifidobacterium trực khuẩn, phân lập phân nhánh dạng chữ Y, V tập hợp thành khối Sau nhiều lần cấy truyền chúng trở thành dạng trực khuẩn dạng thẳng uốn cong -Micrococcus: Vi cầu khuẩn Micrococcus tế bào hình cầu bố trí thành khối khơng Phần lớn lồi quan trọng thấy thực phẩm vi khuẩn gram dương,hiếu khí,có phản ứng catalaza dương tính phát triển nhiệt độ thích hợp từ 25 đến 300C mọc tốt mơi trường thơng thường phịng thí nghiệm ≠ Trong Lactobacillus,pediococcus,micrococcus có sản phẩm nem chua Việt Nam (Nguyễn Đức Lượng, 2000) nhằm hạn chế rủi ro xẩy trình chế biến đảm bảo trình sản xuất nhanh hơn,sản phẩm có chất lượng tốt đạt tiêu chuẩn I.2.2 Đặc điểm sinh lý- sinh hóa I.2.2.1 Nhu cầu dinh dưỡng vi khuẩn lactic Các loại vi khuẩn lactic khác có nhu cầu dinh dưỡng khác Chúng khơng có nhu cầu nguồn chất chứa nguyên tố cở cacbon, nitơ, photphat lưu huỳnh mà cịn có nhu cầu số chất cần thiết khác vitamin, muối vô cơ… I.2.2.2 nhu cầu dinh dưỡng cacbon: Vi khuẩn lactic sử dụng nhiều loại hydrat cacbon từ monosaccarit ( glucoza, fructoza, manoza ), disaccarit ( saccaroza, lactoza, maltoza ) polysaccarit ( tinh bột, dextrin ) Chúng sử dụng nguồn cacbon để cung cấp lượng, xây dựng cấu trúc tế bào làm chất cho trình lên men tổng hợp acid hữu I.2.2.3 Nhu cầu dinh dưỡng nitơ: Phần lớn vi khuẩn lactic sinh tổng hợp hợp chất chứa nitơ Vì để đảm bảo cho sinh trưởng phát triển chúng phải sử dụng nguồn nitơ có sẵn mơi trường Các nguồn ni tơ vi khuẩn lactic sử dụng như: cao thịt, cao nấm men, trypton, dịch thủy phân casein từ sữa, pepton,…Hiện cao nấm men nguồn ni tơ sử dụng nhiều có hiệu nhiên quy mô công nghiệp sử dụng nguồn nitơ tốn I.2.2.4 Nhu cầu Vitamin: Vitamin đóng vai trị coenzyme q trình trao đổi chất tế bào, nên cần thiết cho hoạt động sống Tuy nhiên, đa số lồi vi khuẩn lactic khơng có khả sinh tổng hợp vitamin Vì cần bổ sung vào mơi trường loại vitamin Các chất chứa vitamin thường sử dụng nước chiết từ khoai tây, ngô, cà rốt hay dịch tự phân nấm men… I.2.2.5 Nhu cầu hợp chất hữu khác: Ngoài axit amin vitamin, vi khuẩn lactic cần hợp chất hữu khác cho phát triển bazơ nitơ hay axit hữu Một số axit hữu có ảnh hưởng thuận lợi đến tốc độ sinh trưởng vi khuẩn lactic axit xitric, axit oleic Nên người ta sử dụng muối xitrat, dẫn xuất axit oleic làm thành phần môi trường nuôi cấy, phân lập bảo chủng vi khuẩn lactic Tương tự hai axit hữu trên, axit axetic có tác động quan trọng đến sinh trưởng tế bào Nên người ta thường sử dụng axit axetic dạng muối axetat để làm chất đệm cho môi trường nuôi cấy vi khuẩn lactic I.2.2.6.Nhu cầu muối vô khác Để đảm bảo cho sinh trưởng phát triển đày đủ, vi khuẩn lactic cần muối vô Nhằm cung cấp nguyên tố khoáng đồng, sắt, natri, kali, photpho, lưu huỳnh, magie đặc biệt mangan, mangan giúp ngăn ngừa trình tự phân ổn định cấu trúc tế bào I.2.3 Quá trình trao đổi chất Quá trình trao đổi chất lượng vi khuẩn lactic thực thông qua việc lên men lactic Dựa vào khả lên men lactic người ta chia vi khuẩn lactic làm hai nhóm: - Vi khuẩn lên men lactic đồng hình: thực trình lên men tạo Sản phẩm acid lactic 90-98% Sản phẩm phụ ethanol, acid acetic, CO2, acetone C6H12O6 → 2CH3CHOH-COOH Do hệ enzyme chúng có chứa aldolaza triozophotphatizomeraza nên trình lên men xảy theo đường EMP * Một số vi khuẩn điển hình: Giống Lactobacterium: Lactobacterium bungaricum Lactobacterium planetarium Lactobacterium easein Lactobacterium delbrueckii Giống Streptococcus: Streptococcus lactic Streptococcus cremorie -Vi khuẩn lên men lactic dị hình: thực q trình lên men, ngồi axit lactic chúng tạo sản phẩm phụ khác axit axetic, rượu etylic, CO2, số chất thơm, Đây trình lên men phức tạp, khơng theo đường EMP chúng khơng có hai enzyme aldolaza triozophotphatizomeraza *Một số vi khuẩn điển hình Bacterium coli Bacterium aeogenes Bacterium pentoacetium Lactobacillus brevis CT phân tử: Acid lactic hỗn hợp dạng đồng phân D-acid lactic L-acid lactic II.Nguyên liệu chế biến nem chua II.1 Thịt nạc: Đây nguyên liệu để tạo nên sản phẩm Chính tính chất quan trọng nên thịt heo dùng để sản xuất nem chua cần phải lựa chọn kỹ, đạt yêu cầu khắc khe: - Thịt mổ (thịt nóng), khơng dùng thịt ơi, sẫm màu.vì Heo vừa giết mổ cịn giai đoạn nóng, khả giữ nước protein tốt protein chưa bị biến tính giúp cho q trình tạo gel sau diễn tốt - Thịt nạc đùi sau thịt mông Phải thịt nạc đùi sau nạc mơng, thịt nạc phận vừa mềm, gân, mỡ ảnh hưởng đến biến đổi hóa sinh nem q trình chín tạo nên chất lượng nem Nếu thịt lẫn mỡ ảnh hưởng đến khả tạo gel sau Đồng thời giảm thời gian xử lý nguyên liệu lọc, quết ngắn - Không rửa qua nước Vì thịt rửa nước tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập từ nguồn nước nguồn vơ khuẩn sau rửa ta làm tăng hàm lượng nước thịt Mục đích để hạn chế tối đa độ ẩm Thành phần hóa học thịt thay đổi tùy theo vị trí miếng thịt thể súc vật, trọng lượng thể vật giống súc vật Bảng 1-Thành phần hóa học trung bình thịt lợn nạc Thành phần hóa học Nước, % Gluxit, % Protit, % Lipit, % Vitamin A, mg% Vitamin B1,mg% Vitamin B2, mg% Tỉ lệ 62 20.8 3.2 0.99 0.0015 Lượng calo 109.1 Từ bảng ta thấy thịt nguồn dinh dưỡng vô quý giá Không chứa đầy đủ chất cần thiết cho phát triển người, mà cịn mơi trường thuận lợi cho phát triển nhiều loại vi sinh vật.Nên trình chế biến cần phải ý, hạn chế đến mức thấp biến đổi bất lợi cho thịt vi sinh vật gây Nước môi trường cho nhiều phản ứng hóa sinh xảy thịt, chiếm lượng lớn đóng vai trò quan trọng thịt sau giết mổ trình bảo quản Protein thành phần nhiều thứ hai thịt, thành phần protein thịt chia thành: - protein ngoại bào (protein liên kết): colagen, elastin, keratin connectin - Protein nội bào: myoglobin, albumin, globumin, actinin, troponin Lipit thành phần không phần quan trọng thịt, thường gặp dạng tự cụm nhỏ lớp nối tiếp sợi Ngồi thành phần trên, thịt cịn chứa loại vitamin phong phú với lượng đáng kể II.2.Da heo Da heo có giá trị dinh dưỡng thấp thịt nạc Da heo cấu tạo từ protein khung mạng Đó protein: Colagen elastin Trong q trình chín thịt, colagen bị biến đổi chút Trong q trình xử lý nhiệt mơi trường ẩm, sợi colagen co lại, sau bị gelastin hố nhiệt độ đủ cao Gelastin có đặc điểm chịu lực cắt khả giữ nước tốt Cấu trúc colagen II.3 Gia vị II.3.1.Đường Đường sử dụng sản xuất nem chua tác dụng tạo hương vị, cịn chất cho q trình lên men tạo acid Do có tính chất háo nước nên đường giúp trạng thái liên kết gel thịt them chặt chẽ II.3.2 Muối ăn:(NaCl) Trong sản xuất nem chua, muối ăn nguyên liệu cần quan tâm Muối ăn tạo vị mặn cần thiết cho nem Ngồi muối ăn cịn có tác dụng ức chế phát triển vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm II.3.3 Bột ngọt( Natri glutamat) Bột có cơng thức hóa học NaOOC-CH 2-CH2-CH(NH2)-COOH Bột bổ sung vào nhằm tạo vị cho nem chua II.3.4Tỏi Tỏi trồng khắp nơi giới tỏi loại gia vị dùng để ướp, khử mùi hay tạo mùi cho nguyên liệu Tỏi có vị cay, tính ơn, ngồi làm gia vị, thành phần khác tỏi cịn có tác dụng kháng sinh mạnh chủ chất kháng sinh alicin C 6H10OS2 hợp chất sulfur có tác dụng diệt khuẩn mạnh vi sinh vật như: Staphylococcus, Salmonella, Shigella… II.3.5 Tiêu Tiêu loại gia vị thường sử dụng để tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm II.3.6 Ớt Cũng tỏi, ớt loại gia vị tạo vị cay giúp tăng giá trị cảm quan cho thực phẩm II.3.7.Bao bì II.3.7.1.Lá vơng Để gói nem, người ta thường sư dụng vơng để gói.Lá vơng có dạng chét màu xanh bóng II.3.7.2.Bao nilong Nilong dùng để bao bên ngồi vơng ổi II.3.7.3.Lá chuối Lá chuối bao bên ngồi vơng Lá chuối có phiến rộng, dễ gói III.Quy trình sản xuất nem chua Đường,bột ngọt,muối tỏi Thịt heo tươi 95% Da heo 5% Rửa Làm sạch, luộc chín Làm nhuyễn Tách mỡ Ướp gia vị Xắt sợi nhỏ Làm nhuyễn cho Phơi khô Trộn Tạo hình Thêm tỏi,ớt Bao gói Thành 10 III.1.Thuyết minh chu trình: Thịt đùi thịt mơng hai loại thịt lựa chọn để chế biến nem chua.Sau loại bỏ mỡ gân thịt nac cắt thành miếng nhỏ khoảng 7cm  5cm  3cm sau đem xay với đường kính khoang 4mm nhằm tạo điều kiện cho trình giã sau tốt hơn.Tiếp theo, thịt giã cối vịng 45 phút q trình giã ta cho thêm gia vị đường, tiêu, tỏi, nước mắm,v.v.quá trình giã kết thúc hỗn hợp thịt trở nên đồng ta thực gia cơng học nhằm phá cấu trúc sợi mô cơ, tách rời sợi proteỉntong bó cơ, tạo điều kiện thuận lợi để phân tử nước, gia vị khuếch tán vào khoảng trống đó, tạo nên cân mối lien kết protein-protein, protein-nước, góp phấn tạo nên cấu trúc gel cho khối thịt Sau người ta đem trộn hỗn hợp bột thịt giã da heo cắt sợi theo tỉ lệ 70 : 30 vòng 15 phút Hỗn hợp thịt mang định hình thành đơn vị nhỏ khoảng 15g đến 50g.Sau định hình, viên nem gói vơng, lớp giấy kiếng cuối lớp chuối dầy việc bao gói nhằm trì nhiệt độ ổn định tạo mơi trường yếm khí cho vi khuẩn yếm khí hoạt động q trình lên men diễn – ngày nhiệt độ phòng.Sau lên men pH sản phẩm giảm xuống 4,5 đồng thời acid lactic hình thành làm cho protein thịt bị đông tụ làm cấu trúc sản phẩm trở nên chặt tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm nem chua Sản phẩm nem chua đánh giá đạt chất lượng khcần đạt yêu cầu sau - Màu sắc: + Nem sau bóc có màu đỏ hồng + Lá: lớp ( vông, ổi) sẫm lại, lớp chuối ngồi ngả sang màu vàng xanh khơng bị khơ - Hương vị: nem chua có mùi thơm đặc trưng thịt chín, gia vị gói, có vị chua vừa phải kết hợp với vị cay, nồng tiêu, tỏi…Đơi có thoảng mùi rượu, giấm… - Cấu trúc sản phẩm: miếng nem chắc, cứng,ăn vào thấy giịn, dai, khơng bở, khơng ướt bề mặt, cầm tay, không bị mốc… - Chỉ tiêu vi sinh: *Tổng số vi sinh vật hiếu khí: ≤ 200.000 con/ sản phẩm Salmolnella : Khơng có Shigella : Khơng có Vibrio cholerae : Khơng có Clostridium botulinum : Khơng có Escherichia coli : ≤ 10 con/ sản phẩm Staphylococcus aureus : ≤ 100 con/ sản phẩm Bảng 2.Thành phần dinh dưỡng nem chua 11 Thành phần dinh dưỡng Đơn vị 100g ăn Năng lượng Kcalo 1410 H2O g 68.0 Protein g 21.7 Glucid tổng số g 4.3 Lipid g 3.7 Canxi mg 24.0 Photpho mg 78.0 III.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến lên men III.2.1 Thành phần nguyên liệu Quá trình lên men lactic trình chuyển hóa hexose thành acid lactic Do hàm lượng acid lactic tạo thành trìng lên men có liên quan chặt chẽ đến hàm lượng đường có nguyên liệu ban đầu III.2.2 Hệ vi sinh vật Quá trình lên men lactic trình sinh hóa thực vi khuẩn lactic việc chọn chủng vi sinh vật thích hợp có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Nhưng trình sản xuất nem chua theo phương pháp dân gian trình lên men lactic thực hệ vi sinh vật tự nhiễm Do ta khống chế hay lựa chọn chủng vi khuẩn thích hợp mà hồn tồn phụ thuộc vào điều kiện tự nhiễm III.2.3 Độ pH Tất chủng vi sinh vật có khoảng pH thích hợp cho hoạt động chúng Tuy nhiên trình lên men lactic sản xuất nem chua ta khống chế pH nguyên liệu khoảng thích hợp mà thay đổi cách tự nhiên theo trình chin nem chua Do thay đổi tự nhiên mà trình lên men lactic xảy từ từ pH đạt giá trị thích hợp lúc q trình lên men xảy mạnh Khi pH