Công nghệ thực phẩm thử nghiệm làm nem chua

Công nghệ thực phẩm thử nghiệm làm nem chua

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của đất nước và khoa học kỹ thuật ngày càng hiện đại thì các sản phẩm thực phẩm chế biến ngày càng đa dạng hoá các sản phẩm nhưng không thể thiếu các món ăn truyền thống của dân tộc Việt Nam Nó đã ăn sâu vào phong tục tập quán của người dân khi xa quê đều không quên được những món ăn cổ truyền Những món ăn đã để lại bản sắc dân tộc Việt Nam, chúng ta không thể không nói đến nem chua, một sản phẩm lên men lactic từ thịt Nó luôn xuất hiện trong những dịp quan trọng của người Việt Nam như cưới hỏi, ngày lễ và ngày tết cổ truyền., nó là món ăn rất thích đối với những người thích nhâm nhi vài ly rượu để nói chuyện

Đúng vậy, với cách chế biến theo phương pháp truyền thống của người xưa, đã tạo cho nem chua một hương vị rất đặc trưng của từng Miền và đầy đủ các chất dinh dưỡng cung cấp cho cơ thể nhưng còn phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện của tự nhiên như điều kiện giết mổ, hệ vi sinh vật có trong thịt, điều kiện môi trường như nhiệt độ Do đó đòi hỏi tay nghề của người chế biến rất cao và kinh nghiệm nhiều

Là sinh viên nghành thực phẩm chúng em sẽ cố gắng tạo ra nhiều thực phẩm đảo bảo chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm để đóng góp cho sự phát triễn đất nước, đặc biệt là những món ăn truyền thống như nem chua., để góp phần tạo thương hiệu riêng cho Đà Nẵng Vị vậy nên em nhận đồ án là "Thử nghiệm làm nem chua"

Mục tiêu của đề tài là: "Em sẽ làm nem chua theo phương pháp truyền thống từ đó sẽ nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nem chua như nhiệt độ, thời gian, nồng độ đường, để đảm bảo nem chua có chất lượng tốt nhất Để từ đó sẽ tìm cách chế biến nem chua theo qui mô công nghiệp vừa tiết kiệm thời gian vừa đảm bảo chất lượng

Em xin cảm ơn cô Lê Xuân Phương đã giúp em hoàn thành xong đồ án này và các thầy cô khoa Hoá đã tạo điều kiện giúp đỡ em

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

1.1 Khái quát về vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic được Pasteur tìm ra từ sữa chua, nó có dạng hình cầu, hình que ngắn Ít thấy có sự hiện diện của vi khuẩn trong nước, đất mà do nó có nhiều chất dinh dưỡng khi phát triển nên thường gặp trong sữa, sản phẩm của sữa, thực vật và xác thực vật đang bị phân giải, cả trong ruột và một vài lớp màng nhày của người và động vật Có thể dễ gặp vi khuẩn lactic trong môi trường tự nhiên như dưa chua, sữa chua, nem chua, thức ăn ủ cho gia súc.

Vi khuẩn lactic thuộc họ Lactobacillaceae và được xếp vào 4 giống: Streptococcus, Pediococcus, Lactobacillus, Leuconostoc Ngày nay người ta bổ sung vào nhóm vi khuẩn lactic những vi khuẩn Bifidobacterium.

Các chủng vi khuẩn thuộc nhóm trên có đặc điểm sinh thái khác nhau nhưng đặc tính sinh lý tương đối giống nhau

Những đặc điểm chung của vi khuẩn lactic

* Thuộc loại vi khuẩn Gram dương, không có sinh bào tử, bất động

* Hô hấp yếm khí tùy tiện, phát triển được trong điều kiện có hoặc không có oxi Nếu không có oxi vi khuẩn lactic sẽ thực hiện quá trình lên men chuyển hoá đường thành rượu và một số sản phẩm khác.

* Khả năng sinh tổng hợp các hợp chất cần thiết cho sự sống của những vi khuẩn này là rất yếu, cho nên chúng là những sinh vật đa khuyết dưỡng đối với acid amin, đối với nhiều bazơ nucleic, nhiều loại vitamin

* Không có các men hô hấp như xitocrom và men catalaza * Sinh sản bằng hình thức phân đôi tế bào

1.1.1 Đặc điểm về hình thái:Hình 1: Vi khuẩn lactic

Tùy thuộc vào hình dạng tế bào mà người ta chia vi khuẩn lactic thành dạng hình cầu và hình que Kích thước của chúng thay đổi tùy từng loài.

- Giống Streptococcus có dạng hình tròn hoặc hình ovan, đường kính tế bào 0.5-1µm Sau khi phân chia theo một phương chúng thường xếp riêng biệt, cặp đôi hoặc chuỗi ngắn

- Giống Leuconostoc có hình dạng hơi dài hoặc hình ovan, đường kính từ 0.5-0.8µm và chiều dài khoảng 1.6µm Trong một số điều kiện chúng cũng có dạng hơi tròn, chiều dài khoảng 1-3 µm Sau khi phân chia chúng thường sắp xếp thành chuỗi, không tạo thành đám tập trung

- Giống Lactobacillus có dạng hình que Tùy vào điều kiện của môi trường sống mà

hình dạng của chúng thay đổi từ hình que ngắn đến dài Sắp xếp thành chuỗi hay đứng riêng lẽ

Hình 2: Streptococcus

Hình 3: Leuconostoc

- Giống Pedicoccus là những tứ cầu khuẩn hoặc song cầu khuẩn Có hoạt tính thủy phân protein rất yếu

- Giống Bifidobacterium là những trực khuẩn, khi mới phân lập có thể phân

nhánh dạng chữ Y, V và tập hợp thành khối Sau nhiều lần cấy truyền chúng trở thành dạng trực khuẩn dạng thẳng hoặc hơi uốn cong

1.1.2 Đặc điểm sinh lý- sinh hóa

Hình 4: Lactobacillus

Hình 5: Pedicoccus

Hình 6: Bifidobacterium

1.1.2.1 Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic

Các loại vi khuẩn lactic khác nhau thì có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau Chúng không chỉ có nhu cầu về các nguồn cơ chất chứa các nguyên tố cơ bản như cacbon, nitơ, photphat và lưu huỳnh mà còn có nhu cầu về một số chất cần thiết khác như vitamin, muối vô cơ…

1.1.2.2 Nhu cầu dinh dưỡng cacbon:

Vi khuẩn lactic có thể sử dụng nhiều loại hydrat cacbon từ các monosaccarit ( glucoza, fructoza, manoza ), các disaccarit ( saccaroza, lactoza, maltoza ) cho đến các polysaccarit ( tinh bột, dextrin )

Chúng sử dụng nguồn cacbon này để cung cấp năng lượng, xây dựng cấu trúc tế bào và làm cơ chất cho quá trình lên men tổng hợp các acid hữu cơ.

1.1.2.3 Nhu cầu dinh dưỡng nitơ:

Phần lớn vi khuẩn lactic không thể sinh tổng hợp được các hợp chất chứa nitơ Vì vậy để đảm bảo cho sự sinh trưởng và phát triển chúng phải sử dụng các nguồn nitơ có sẵn trong môi trường.

Các nguồn nitơ vi khuẩn lactic có thể sử dụng như: cao thịt, cao nấm men, trypton, dịch thủy phân casein từ sữa, pepton,…Hiện nay cao nấm menlaf nguồn ni tơ được sử dụng nhiều nhất và có hiệu quả nhất tuy nhiên ở quy mô công nghiệp không thể sử dụng nguồn nitơ này vì rất tốn kém.

1.1.2.4 Nhu cầu về Vitamin:

Vitamin đóng vai trò là các coenzyme trong quá trình trao đổi chất của tế bào, nên rất cần thiết cho hoạt động sống Tuy nhiên, đa số các loài vi khuẩn lactic không có khả năng sinh tổng hợp vitamin Vì vậy cần bổ sung vào môi trường các loại vitamin Các chất chứa vitamin thường sử dụng như nước chiết từ khoai tây, ngô, cà rốt hay dịch tự phân nấm men…

1.1.2.5 Nhu cầu các hợp chất hữu cơ khác:

Ngoài các axit amin và vitamin, vi khuẩn lactic còn cần các hợp chất hữu cơ khác cho sự phát triển như các bazơ nitơ hay các axit hữu cơ

Một số axit hữu cơ có ảnh hưởng thuận lợi đến tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn lactic như axit xitric, axit oleic Nên hiện nay người ta sử dụng các muối nitrat, dẫn xuất của axit oleic làm thành phần môi trường nuôi cấy, phân lập và bảo quản các chủng vi khuẩn lactic.

Tương tự như hai axit hữu cơ trên, axit axetic cũng có những tác động quan trọng đến sự sinh trưởng của tế bào Nên người ta thường sử dụng axit axetic dưới dạng các muối axetat để làm chất đệm cho môi trường khi nuôi cấy vi khuẩn lactic.

1.1.2.6 Nhu cầu các muối vô cơ khác

Để đảm bảo cho sinh trưởng và phát triển đầy đủ, vi khuẩn lactic rất cần các muối vô cơ Nhằm cung cấp các nguyên tố khoáng như đồng, sắt, natri, kali, photpho, lưu huỳnh, magie đặc biệt là mangan, vì mangan giúp ngăn ngừa quá trình tự phân và ổn định cấu trúc tế bào.

1.2 Phân loại:

Dựa vào khả năng lên men người ta chia ra làm 2 loại:

 Vi khuẩn lên men lactic đồng hình: Những vi khuẩn thuộc nhóm này có chứa 2 enzym quan trọng là aldolase và triosophophatizomerase

Ở vi khuẩn này, sự chuyển hoá đường thành acid lactic đi theo con đường lên men rượu đến giai đoạn tạo thành acid piruvic thì acid này được khử bằng 2 nguyên tử H2 nhờ enzim lactico-đehydrogenaza để trở thành acid lactic Đó là quá trình lên men lactic đồng hình theo phản ứng:

C6H12O6 CH3COCOOH +2H CH3CHOHCOOH +22,5 kcal

 Vi khuẩn lên men lactic dị hình: những vi khuẩn thuộc nhóm này thiếu 2 enzym quan trọng của con đường EMP là aldolase và triosophophatizomerase Lên men lactic dị hình là quá trình lên men kị khí phức tạp hơn nhiều so với lên men lactic điển hình Ngoài acid lactic chúng còn tạo ra trong môi trường các sản phẩm phụ như acid acetic, rượu etylic, CO2, H2O, một số chất thơm như este, điaxetyl…

Phương trình phản ứng:

C6H12O6CH3CHOHCOOH+CH3CH2OH+COOHCH2CH2COOH+CH3COOH + CO2+H2

1.2.1 Các chủng vi khuẩn lactic thường gặp trong quá trình lên men nem chua

Vi khuẩn Lactobacillus, Micrococcus, Pediococcus, trong đó chủ yếu là Lactobacillus

Hiện nay với mục đích tạo ra các loại sản phẩm có chất lượng cao, ổn định và có khả năng bảo quản tốt Người ta đã sử dụng các chủng vi khuẩn lactic thuần khiết làm tác nhân chính cho quá trình sản xuất Vì chúng là những vi sinh vật có nhiều đặc tính tốt như sử dụng được nhiều nguồn cacbon khác nhau, có khả năng sinh axit, phát triển được ở nhiệt độ khá rộng và chịu mặn…Chủng này được ứng dụng trong công nghệ thịt, tạo ra các sản phẩm như xúc xích khô, xúc xích bán khô, thịt lên men…Có những sản phẩm được tạo ra từ một loại vi khuẩn, nhưng cũng có những sản phẩm được tạo ra từ hai hay nhiều loại vi khuẩn phối trộn lại với nhau.

Một số chủng vi khuẩn lactic đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng như:

- Giống Pediococcus là những cầu khuẩn Gram dương, thường dính lại với

nhau thành cặp đôi hoặc bốn Quá trình trao đổi chất của nó là quá trình lên men đồng hình.Chúng là những vi khuẩn yếm khí tùy tiện, có thể phát triển trên môi trường rắn với sự có mặt của không khí Chủng này yêu cầu rất cao về thành phần dinh dưỡng từ môi trường Vì chúng không có khả năng sinh tổng hợp các chất cần

thiết cho sự phát triển của cơ thể Các loài Pediococcus khác nhau về tính chịu nhiệt,

chịu axit và chịu NaCl.

- Giống Lactobacillus bao gồm các vi khuẩn chiếm ưu thế trong hệ vi sinh vật tự nhiên của thịt lên men Đây là những trực khuẩn Gram dương, không sinh bào tử, có thể lên men đồng hình hoặc dị hình Chúng có khả năng thủy phân đường saccaroza mạnh, nhiệt độ phát triển tối thích là 30-350C các vi khuẩn lactic thuộc

nhóm này thường sử dụng như: Lactobacillus pasterian, Lactobacillus brevis, Lactobacillus axitophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus sake, plantarum.

Ngoài các chủng vi khuẩn vi khuẩn lactic, đôi khi người ta còn bổ sung các

chủng vi khuẩn thuộc loài Mycrococcus Đây là các cầu khuẩn Gram dương, có hoạt

tính catalaza, hiếu khí bắt buộc và có thể phát triển trong môi trường 5%NaCl Chủng này có khả năng khử Nitrat thành Nitric, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện màu sắc cho sản phẩm Nên chúng được bổ sung cùng với các chủng vi khuẩn sinh axit vào thịt lên men Nhằm thay thế các loại hóa chất tạo màu gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người

1.2.2 Ứng dụng của vi khuẩn lactic trong quá trình chế biến và bảo quản 1.2.2.1 Những ứng dụng trong công nghệ thực phẩm.

Trong công nghệ thực phẩm, việc sử dụng quá trình lên men lactic không chỉ nhằm mục đích bảo quản mà còn nhằm đưa ra thị trường các loại thực phẩm có tính chất và hương vị mong muốn Các ứng dụng chủ yếu gồm:

1.2.2.2 Chế biến các sản phẩm sữa

Ngoài khả năng lên men làm cho sữa không bị hư hỏng, các chủng vi khuẩn lactic còn có nhiều khả năng đặc biệt khác Nhờ đó mà người ta đã sản xuất hàng loạt

các sản phẩm từ nguồn nguyên liệu sữa ban đầu Như lợi dụng khả năng làm đông tụ

sữa của vi khuẩn Streptococcus lactic để sản xuất sữa chua hay khả năng tạo ra các mùi vị, tạo các chất thơm của chủng Leuconostoc để sản xuất bơ, phomat…

1.2.2.3 Sản xuất bánh mỳ đen

Đây là loại bánh mỳ có chất lượng cao bên cạnh quá trình lên men bởi nấm men tạo rượu etylic và CO2 Người ta còn sử dụng quá trình lên men của vi khuẩn lactic để tạo vị chua và hương thơm đặc trưng cho sản phẩm.

1.2.2.4 Ủ thức ăn gia súc

Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến trong các trang trại chăn nuôi Thức ăn khi ủ không những giảm được sự tổn thất giá trị dinh dưỡng mà còn bổ sung

Hình 7: Sữa chua

nhiều loại vitamin do vi sinh vật tổng hợp Phương pháp này dựa vào sự chuyển hóa đường có sẵn trong nguyên liệu của vi khuẩn lactic.

Để khối ủ chua thức ăn gia súc có chất lượng tốt, người ta thường sử dụng vi

khuẩn lactic thuần khiết như:Lactobacillus plantarm, Thermobacterium cerealle.

1.2.2.5 Muối chua rau quả

Cũng như ủ chua thức ăn gia súc, vấn đề muối chua rau quả cũng nhằm thực hiện hai mục đích:

- Bảo quản nguyên liệu

- Làm tăng giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan Đây là phương pháp vừa chế biến vừa bảo quản rau quả rất phổ biến, được sử dụng nhiều trong gia đình cũng như trong kĩ nghệ đồ hộp

1.2.2.6 Sản xuất axit lactic và muối lactat

Ngoài việc ứng dụng trong các sản phẩm lên men, người ta còn sử dụng các

chủng lactic như Lactobacterium coaglulans và Lactobacillus delbrueckii để sản xuất

ra một lượng lớn axit lactic và muối lactat dùng làm chất phụ gia thực phẩm.

1.2.2.7 Một số ứng dụng khác của vi khuẩn lactic

Hình 8: Rau cải muối chua

1.3 Quy trình chế biến nem chua:1.3.1 Giới thiệu nem chua:

Nem chua là loại thực phẩm lên men lactic từ thịt, được nhân dân ta rất ưa thích Hiện nay nem chua được sản xuất rộng rãi trong các nước Nem chua của mỗi vùng có một hương vị đặc trưng riêng, tùy vào từng kinh nghiệm chế biến Các vùng sản xuất nem chua nổi 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 ( Đồng Tháp ), Tân Hưng ( Tiền Giang ),…

1.3.2 Ý nghĩa của nem chua trong đời sống

Nem chua được xem là món ăn đặc sản đậm đà hương vị quê hương Quá trình chín của nem chua không qua phương pháp xử lý nhiệt, nên phần lớn các chất dinh dưỡng quý trong thịt như vitamin, các axit amin hòa tan không bị mất đi.

Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng của nem chua

1.3.3 Nguyên liệu 1.3.3.1 Thịt nạc:

Thành phần dinh dưỡng Đơn vị 100g ăn được

Đây là nguyên liệu chính để tạo nên sản phẩm Chính vì tính chất quan trọng như vậy nên thịt heo dùng để sản xuất nem chua cần phải được lựa chọn kỹ, đạt yêu cầu khắc khe:

- Thịt mới mổ (thịt nóng), không dùng thịt ôi, sẫm màu - Thịt nạc đùi sau hoặc thịt mông

- Không rửa qua nước

Thành phần hóa học của thịt thay đổi tùy theo vị trí miếng thịt trên cơ thể súc vật, trọng lượng cơ thể con vật và giống súc vật.

Bảng 2: Thành phần hóa học trung bình của thịt lợn nạc

Từ bảng 2 ta thấy thịt là nguồn dinh dưỡng vô cùng quý giá Không những chứa đầy đủ các chất cần thiết cho sự phát triển của con người, mà còn là môi trường cực kỳ thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loại vi sinh vật Nên trong quá trình chế biến cần phải chú ý, hạn chế đến mức thấp nhất những biến đổi bất lợi cho thịt do vi sinh vật gây ra.

Nước là môi trường cho nhiều phản ứng hóa sinh xảy ra trong thịt, chiếm một lượng khá lớn do vậy nó đóng vai trò rất quan trọng trong thịt sau khi giết mổ cũng như trong quá trình bảo quản.

Protein là thành phần nhiều thứ hai trong thịt, thành phần protein của cơ thịt được chia thành:

- protein ngoại bào (protein liên kết): colagen, elastin, keratin và connectin.

- Protein nội bào: myoglobin, albumin, globumin, actinin, troponin.

Lipit cũng là một thành phần không kém phần quan trọng trong thịt, thường gặp dưới dạng tự do giữa các cụm cơ nhỏ trong các lớp nối tiếp nhau hoặc trong các sợi cơ.

Ngoài các thành phần trên, trong thịt còn chứa các loại vitamin phong phú với một lượng đáng kể.

Nguyên liệu thịt trong sản xuất nem chua:

Một trong những yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của nem chua là nguyên liệu thịt ban đầu Trong sản xuất nem chua thì ta sử dụng thịt heo nạc phải mới nhận từ lò giết mổ (thịt nóng), không sử dụng loại thịt đã ôi hoặc có màu sẫm

Yêu cầu về thịt nạc để sản xuất nem chua rất khắc khe Không phải bất cứ phần nạc nào của cơ thể heo đều có thể dùng làm nem Phần được sử dụng phải là thịt nạc đùi sau hoặc là nạc mông, vì thịt nạc ở những bộ phận này vừa mềm, ít gân, mỡ ảnh hưởng đến những biến đổi hóa sinh của nem trong quá trình chín tạo nên chất lượng nem Nếu thịt lẫn mỡ sẽ ảnh hưởng đến khả năng tạo gel sau này Đồng thời cũng giảm được thời gian xử lý nguyên liệu như lọc, quết ngắn hơn.

Một khâu quan trọng trong quá trình xử lý thịt ban đầu là tuyệt đối không được rửa qua nước Khi thịt được rửa nước sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập từ nguồn nước hoặc nếu nguồn vô khuẩn thì sau khi rửa ta cũng đã làm tăng hàm lượng nước trong thịt Mục đích là để hạn chế tối đa độ ẩm.

1.3.3.2 Da heo

Hình 10: Thịt làm nem

Da heo có giá trị dinh dưỡng thấp hơn thịt nạc Da heo được cấu tạo từ protein khung mạng Đó là 2 protein: Colagen và elastin

Colagen là protein có cấu trúc dạng sợi, không tan trong nước, dung dịch muối loãng, dung dịch kiềm loãng, không đàn hồi được do đó bảo vệ cho cơ thể chống lại sự kéo căng

Đơn vị cơ sở của colagen là tropocolagen, có hình trụ ( dài khoảng 300nm, đường kính 1.5nm) do ba chuỗi lpolypeptide cuốn lại thành hình xoắn ốc kép

Da heo đã xử lý đóng vai trò như một chất độn, chất kết dính các phần tử trong mô cơ giúp định hình sản phẩm làm tăng giá trị cảm quan của nem chua, tăng độ giòn, dai

1.3.3.3 Đường

Đường được sử dụng trong sản xuất nem chua ngoài tác dụng tạo hương vị, nó còn là cơ chất cho quá trình lên men tạo acid Do có tính chất háo nước nên đường giúp trạng thái liên kết gel của thịt thêm chặt chẽ.

Có thể sử dụng nhiều loại đường khác nhau như: Lactose, galactose, maltose, saccharose thông thường sử dụng đường saccharose trong quá trình sản xuất

Hình 11: Cấu trúc phân tử colagen

Quá trình sản xuất nem chua ở phía Nam sử dụng rất nhiều đường, từ 30-35% so với trọng lượng của nguyên liệu chính Trong khi đấy lượng đường sử dụng ở các tỉnh phía Bắc thường từ 10-15%.

1.3.3.4 Muối ăn:(NaCl)

Trong sản xuất nem chua, muối ăn cũng là nguyên liệu cần quan tâm Muối ăn tạo vị mặn cần thiết cho nem Ngoài ra muối ăn còn có tác dụng ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm Muối ăn được sử dụng với nồng độ phù hợp để tránh ức chế được vi sinh vật mong muốn và làm giảm giá trị cảm quan của nem chua

Trước khi đưa vào quy trình sản xuất cần kiểm tra lại thành phần của muối để đảm bảo chất lượng của nem chua.

1.3.3.7 Tiêu

Tiêu là một loại gia vị thường được sử dụng để tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm.Thành phần hóa học của tiêu gồm có tinh dầu và hai loại ankaloid là piperin và chavicine Ngoài ra còn một số chất khác như cellulose và muối khoáng Vai trò của tiêu là tạo vị cay, kháng vi khuẩn, kháng nấm mốc và kích thích tiêu hoá.

Hình 14: Bột ngọt

Hình 15: Tỏi

Hình 16: Tiêu