Thành phần hóa học có ý nghĩa to lớn trong việc bảo quản và chế biến, phản ánh được giá trị cảm quan, dinh dưỡng của nguyên liệu cũng như sản phẩm. Các thành phần này thay đổi theo giống, loài, tuổi, giới tính, thời tiết, khu vực sống. Thành phần hóa học cơ bản của tôm sú gồn có: protein, nước, lipid, glucid, vitamin, các chất khoáng vi lượng và đa lượng,… Thành phần hóa học của tôm nguyên liệu liên hệ mật thiết với thành phần thức ăn và sự biến đổi về sinh lý của tôm. Sự khác nhau về thành phần hóa học của tôm và sự biến đổi của chúng ảnh hưởng đến mùi vị và giá trị sản phẩm, đến việc bảo quản tươi nguyên liệu và quy trình chế biến.
Trang 21
Bảng 2. Thành phần hóa học cơ bản của tôm sú nguyên liệu Thành phần (%) Khối lƣợng (g/100 g) Nước Protein Lipid Tro Canxi Photpho Natri Kali 76- 79 19- 33 0,3- 1,4 1,3- 1,87 29- 50 33- 67,6 11- 127 127- 565
( Nguồn: Trần Đức Ba và Nguyễn Văn Tài, 2004)
Protein
Protein là thành phần quyết định giá trị dinh dưỡng của tôm, là thành phần không thể thiếu của mọi cơ thể sinh vật. Protein trong tôm chiếm khoảng 70 - 80% trọng lượng chất khô của tôm.
Protein trong tôm được chia làm 3 nhóm:
Protien sợi cơ: gồm các sợi myosin, actomyosin, actin và tropomyosin chiếm khoảng 70 - 80% trọng lượng protein. Protein này giữ chức năng co rút, đảm nhận các hoạt động của cơ. Myosin và actin là 2 protein trực tiếp tham gia vào quá trình co duỗi cơ. Protein sợi cơ có khả năng hòa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion khá cao (>0,5M).
Protein chất cơ: gồm myoalbumin, myoglobin, globulin và các enzyme chiếm khoảng 25 - 30% hàm lượng protein. Các protein này có khả năng hòa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ thấp (< 0,15M).
Trang 22
Protein mô liên kết: gồm các sợi collagen, elastin chiếm khoảng 10% hàm lượng protein có trong mạng lưới nội bào không tan trong nước, dung dịch kiềm hoặc muối có nồng độ ion cao.
Cấu trúc, hình thái của protein dễ bị thay đổi khi môi trường vật lý thay đổi, việc xử lý muối có nồng độ cao hay xử lý bằng nhiệt có thể dẫn đến sự biến tính protein và cấu trúc protein trước đó có thể không phục hồi lại được. Protein hòa tan trong nước là nguyên nhân làm mất giá trị dinh dưỡng và mùi vị của sản phẩm trong quá trình chế biến. Ngoài ra trong thịt tôm còn có chứa các hợp chất phi protein chiếm tỉ lệ tương đối cao (khoảng 2 - 3%) và cao hơn so với các loài động vật thủy sản khác.
Bảng 3: Thành phần acid amin trong protein của thịt đầu tôm
Thành phần % Khối lƣợng Arginine Histidine Isoleucine Leucine Lysine Methionine Phenylalanine Threonine Tryprophan Valine 5,4 1,4 3,0 5,0 5,2 1,9 3,5 3,0 2,6 3,8 (Nguồn: Hertrampt,2000)
Trang 23
Nước
Hàm lượng nước trong tôm chiếm khoảng 75% tồn tại ở hai dạng là nước tự do và nước liên kết. Trong đó nước tự do chiếm số lượng lớn hơn nước liên kết rấtnhiều.
Lipid
Lipid trong tôm khoảng 0,3 - 1,4% với một tỉ lệ thấp hơn so với các loài động vật khác. Lipid được sử dụng như nguồn năng lượng dữ trữ duy trì hoạt động sống trong những tháng mùa đông, đặc biệt khi điều kiện thức ăn khan hiếm.
Vitamin
Trong tôm có nhiều vitamin quan trọng cần thiết cho sự phát triển của con người vitamin A, D, nhóm B (B1, B6, B12)
Chất khoáng
Tổng hàm lượng chất khoáng ở mỗi giống loài đều khác nhau, nó phụ thuộc vào những giai đoạn và môi trường phát triển. Sự tích lũy ở cơ thể động vật từ những con đường khác nhau như: từ thức ăn, sự thẫm thấu. Trong cơ thể các loài giáp xác như tôm các nguyên tố vi lượng chứa gấp 10 lần ở cá.
Trong mô thịt tôm có chứa nhiều nguyên tố vi lượng và đa lượng có giá trị dinh dưỡng, những nguyên tố có chứa trong: K, Na, Mg, Ca, Fe với hàm lượng biến thiên từ vài nghìn đến vài chục ppm, ngoài ra trong cơ thịt tôm còn chứa cả nguyên tố độc hại Cd, Zn, Pb nhưng với lượng rất ít nên không ảnh hưởng.
Trang 24
Bảng 4. Thành phần nguyên tố vi lƣợng đa lƣợng trong tôm sú
Nguyên tố Hàm lƣợng các nguyên tố (ppm) Ag Al Ca Ca* Cd Co Cr Cu Fe K Mg Mn Na Ni Pb Si Zn Tôm cở nhỏ 0,51 4,50 72,10 469,3 0,14 0,30 0,0725 5,70 15,50 3686 490 7,00 830 0,74 0,43 1,20 1,60 Tôm cở trung 0,29 4,45 61 4056,7 0,27 0,22 0,0670 4,85 19,80 3315 450 6,30 750 0,60 0,52 1,20 1,65 Tôm cở lớn 0,19 3,70 60 3061,4 0,74 0,19 Vết 4,90 13,50 2877 430 4.40 950 0,45 0,61 1,30 1,15 Trung bình 0,33 4,22 64,33 4119,1 0,38 0,24 0,0465 5,15 16,27 3293 456 5,90 843,33 0,60 0,52 1,23 1,47
Khoảng biến thiên 0,06-0,89 2,60-5,90 24-89 3465,4-4720,2 0,07-0,99 0,11-0,37 0-0,0970 3,80-6,40 5,70-34,11 2061-3925 410-550 1,67-11,0 600- 1030 0,19- 1,03 0,15- 0,91 0,82- 1,58 1,10- 1,90
Trang 25 2.1.3 Hệ vi sinh vật trong tôm
2.1.3.1 Vi sinh vật hiện diện trong tôm sau thu hoạch
Hoạt động của vi sinh vật là nguyên nhân quan trọng dẫn đến sự ươn hỏng xảy ra ở tôm. Vi sinh vật hiện diện ở tôm có hai nguồn:
Vi sinh vật có sẵn trong bản thân nguyên liệu khi còn sống: trên vỏ, chân và trong nội tạng của tôm như Bacillus, Micrococus, Enterobacteriaceae và Steptococus chiếm số lượng lớn.
( Mười hai ngành vi khuẩn có mặt thường xuyên trong đường ruột tôm như
Proteobacteria, Firmicutes, Fusobacteria, Actinobacteria, Cyanobacteria, Tenericutes, Deinococcus-Thermus, Planctomycetes, Spirochaetes, Synergistetes, Thermotogae,
vàVerrucomicrobia. Thêm vào đó, vi khuẩn kỵ khí như Propionigenium và Fusibacter
cũng đã được tìm thấy).
Vi sinh vật lây nhiễm từ bên ngoài vào nguyên liệu trong quá trình thu hoạch, bảo quản: từ nguồn nước dùng để rửa tôm, môi trường xung quanh và các bề mặt tiếp xúc trực tiếp với tôm trong khi thu hoạch, bảo quản. Một số loại vi khuẩn khác được tìm thấy như: Clotridium perfringen, Staphylococus aureus, Salmonella spp., Shigella spp. Bị lây nhiễm trong quá trình vận chuyển chế biến không đảm bảo vệ sinh.
Khi tôm chết, hàng triệu tế bào vi sinh vật tồn tại trên vỏ, chân của tôm sẽ xâm nhập vào cơ thịt tôm.
Khi ở bên trong cơ thịt tôm, vi sinh vật sinh sôi nảy nở và tổng hợp Enzyme phân giải cơ thịt tôm thành các chất đơn giản dùng làm chất dinh dưỡng cho quá trình trao đổi chất của chúng. Quá trình này làm cho tôm bị long đầu, giãn đốt, mềm vỏ, mềm thịt và biến màu. Trong quá trình này còn sản sinh ra các hợp chất bay hơi mang mùi như: indol, ammoniac,…tạo nên mùi ươn hỏng của tôm.
2.1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật:
Trang 26 Bản thân nguồn nguyên liệu thủy sản là một môi trường chứa đầy đủ nguồn dinh dưỡng thuận lợi để vi sinh vật sinh trưởng và phát triển.
Các nhân tố bên trong có liên quan trực tiếp đến chất lượng của tôm bao gồm các đặc tính hóa học và vật lý như pH, độ hoạt động của nước, thế oxy hóa khử, thành phần, các chất kháng vi sinh vật tự nhiên và cấu trúc sinh học.
pH: vi sinh vật sống trong môi trường với độ pH nhất định, đa số thích hợp pH trung tính (pH = 7,2 - 7,4).
Độ hoạt động của nước: nước cần cho quá trình phát triển và trao đổi chất của vi sinh vật, thong số quan trọng nhất dùng để đo lường là aw. Sự phát triển của các nhóm vi sinh vật khác nhau bị giới hạn bởi độ hoạt động của nước thấp.
Bảng 5: aw thấp nhất cho sự phát triển của vi sinh vật
Vi sinh vật aw
Vi khuẩn 0,91 -0,95
Nấm móc 0,80
Nấm men 0,88
(Nguồn: Phan Thị Thanh Quế, 2008)
Tôm thường có aw > 0,98.
Giá trị dinh dưỡng: để hoạt động và phát triển vi sinh vật cần nước, nguồn năng lượng cacbon, nito, các loại khoáng và vitamin. Trạng thái tự nhiên và giá trị dinh dưỡng của tôm sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của chúng.
Sự hiện diện của các chất kháng tự nhiên: khi tôm còn sống thì trên thân tôm có 1 loại kháng khuẩn tự nhiên nhưng khi tôm chết thì chất này không còn nữa.
Các yếu tố bên ngoài: bao gồm các đặc tính vật lý hóa học của môi trường bảo quản
Trang 27 Nhiệt độ: là yếu tố ảnh hưởng quan trọng nhất có ảnh hưởng đến sự tồn tại và phát triển của vi sinh vật. Có 3 nhóm vi sinh vật chính phát triển ở các khoảng nhiệt độ khác nhau bao gồm:
Vi sinh vật chịu lạnh 10o C.
Vi sinh vật chịu ấm 30 - 37o C.
Vi sinh vật chịu nhiệt 55o C.
Độ ẩm: độ ẩm không khí, độ ẩm vật liệu hay độ ẩm môi trường ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển và sinh sản của vi sinh vật. Đa số vi sinh vật phát triển tốt ở độ ẩm > 80% và độ ẩm môi trường > 20%.
Nếu hạ thấp độ ẩm sẽ làm rối loạn quá trình sinh lý bình thường của vi sinh vật. Độ ẩm là một trong những yếu tố làm cho vi sinh vật tiếp nhận thức ăn dễ dàng. Nhờ có độ ẩm tốt mà các chất dinh dưỡng dễ thâm nhập vào cơ thể, các hệ enzym thuỷ phân mới hoạt động được. Nếu độ ẩm quá thấp xảy ra hiện tượng thay đổi trạng thái của nguyên sinh chất. Từ thay đổi trạng thái như vậy dẫn tới vi sinh vật không phát triển được.
2.1.4 Các hiện tượng hư hỏng của tôm sau thu hoạch
2.1.4.1 Các yếu tố gây hư hỏng
Hư hỏng do va chạm cơ học:
Trong quá trình bảo quản vận chuyển không cẩn thận gây dập gãy nguyên liệu. Hư hỏng do hệ vi sinh vật.
Khi tôm chết hàng triệu tế bào vi sinh vật có sẵn trong tôm (trong vỏ, chân, mang và trong nội tạng) hoặc từ môi trường bên ngoài nhiễm vào sẽ xâm nhập vào cơ thịt tôm. Các vi sinh vật sẽ sinh sôi nảy nở và sinh tổng hợp enzyme phân giải các chất dinh dưỡng có trong cơ thịt tôm (protein, lipid…) thành các chất đơn giản dùng làm chất dinh dưỡng cho quá trình trao đổi chất của chúng. Quá trình này làm cho tôm bị long đầu, giản đốt, mềm vỏ, mềm thịt và biến màu. Trong quá trình này còn sản sinh ra các hợp chất bay hơi mang mùi như: NH3,...tạo nên mùi ươn hỏng của tôm.
Trang 28 Hư hỏng do hoạt động của các enzyme nội tại
Trong cơ thể tôm tồn tại nhiều hệ enzyme khác nhau. Tôm còn sống các enzyme tham gia vào quá trình kiến tạo nên các tổ chức trong cơ thể, giúp tiêu hoá thức ăn và sự co giản cơ. Khi tôm chết các hệ enzyme vẫn tiếp tục hoạt động và tham gia vào quá trình phân giải các hợp chất quan trọng trong cơ thể như: phân giải ATP (adenosintriphosphat), glycogen, creatinphosphat,...đặc biệt là sự hoạt động của hệ enzyme tiêu hoá sẽ làm phân giải các tổ chức cơ thịt tôm. Đây chính là nguyên nhân làm cơ thịt tôm bị mềm và bị giảm chất lượng. Sản phẩm phân giải của các hệ enzyme là nguồn dinh dưỡng tốt cho vi sinh vật phát triển. Mặc dù vậy, sự hoạt động của các hệ enzyme trong tôm cùng với sự hoạt động của vi sinh vật sẽ góp phần làm tăng nhanh tốc độ ươn hỏng cũng như gây ra sự biến đổi các hợp chất dinh dưỡng có trong tôm làm tôm giảm chất lượng cũng như thiệt hại về giá trị kinh tế.
2.1.4.2 Các hiện tượng gây hư hỏng
a. Biến đổi cảm quan
* Sự hình thành đốm đen
Tôm sau khi đánh bắt vài giờ sẽ xuất hiện những chấm đen trên đầu, thân và đuôi, sự hình thành đốm đen trên tôm do các nguyên nhân sau:
Tôm bị va chạm trong khi đánh bắt hoặc vận chuyển.
Hệ vi sinh vật sống kí sinh trên tôm phát triển khi tôm chết gặp điều kiện nhiệt độ, độ ẩm thuận lợi sẽ phát triển nhanh từ một tế bào đến việc hình thành những khuẩn lạc có sắc tố màu đen.
Hai acid amin đóng vai trò cơ bản trong việc hình thành đóm đen là Tyrozine và Phenylalanine cùng với sự có mặt của Enzyme Tyrosinase chứa trong lớp màng trong suốt dưới vỏ, khi tôm chết lớp màng này bị phá vỡ, enzyme thoát ra ngoài dưới điều kiện không khí ánh sáng mặt trời xúc tác phản ứng oxy hóa Tyrosine và Phenylalanine tạo thành những sợi đỏ, những sợi này tập hợp lại thành một chất màu tối gọi là melanine, từ đây đốm đen hình thành và phát triển, quá trình này xảy ra ở nhiệt độ cao.
Trang 29 Cơ chế của hiện tượng biến đen trong tôm xảy ra như sau:
Điều kiện cần thiết để hình thành đốm đen ở tôm phải đủ ba điều kiện sau:
Các hợp chất chứa phenol.
Oxy hoặc không khí.
Enzyme polyphenoloxydase (tyrozinase).
Để ngăn chặn hiện tượng này phải tiêu diệt ba nhân tố trên bằng những cách sau:
Hạ nhiệt độ để ức chế enzyme polyphenoloxydase.
Hạn chế sự tiếp xúc của oxy hoặc không khí.
Sử dụng các hợp chất chống oxy hóa như: NaHSO3, acid citric, vitamin C…tuy nhiên phương pháp này không khuyến khích vì nó ảnh hưởng đến khẩu vị và cảm quan.
Tôm bị biến đen không ảnh hưởng đến chất lượng cơ thịt tôm mà chỉ ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của tôm. Áp dụng vào thực tế trên tôm ta tiến hành như sau:
Tôm sau khi đánh bắt lên phải tiến hành bảo quản ở nhiệt độ thấp.
Hạn chế không cho tôm tiếp xúc với không khí và ánh sáng.
Trang 30
Nếu bị biến đen nhẹ có thể dùng BL7B nồng độ 0,3 - 0,5% nhúng tôm vào trong dung dịch 1 phút sau đó để ráo và đem đi bảo quản.
* Sự hình thành đốm đỏ
Màu sắc của tôm phụ thuộc vào sự liên kết chặt chẽ giữa các sắc tố và protein của thịt. Khi tôm còn sống thì các sắc tố astaxanthin tồn tại dưới dạng liên kết với protein tạo màu sắc đặc trưng của tôm sú, khi tôm chết sự liên kết này không bền vững, dưới tác dụng của nhiệt độ thì liên kết này bị phá vỡ, astaxanthin tách khỏi protein tao sắc tố mới là astacene có màu đỏ. Phản ứng đặc biệt xảy ra nhanh khi có mặt của oxy và ánh sáng. Cơ chế hình thành đốm đỏ trên tôm:
Nhiệt độ, ánh sáng
Astaxanthin – Protein Astacene + Protein O2 (màu đỏ)
Để ngăn chặn hiện tượng này
Cần bảo quản tôm ở nhiệt độ thấp giúp làm chậm lại sự biến đổi protein, cũng như các biến đổi do vi sinh vật và enzyme nội tại, ngăn ngừa sự thối rửa.
Rút ngắn thời gian chế biến, giảm tối đa sự tiếp xúc với không khí và các tác động về cơ học.
* Hiện tượng mềm thịt, long đầu, giản đốt
Hiện tượng này xảy ra do tác dụng vi sinh vật, do quá trình phân giải của enzyme, xảy ra càng nhanh khi tôm bị ngâm nước trong quá trình bảo quản, trong thùng cách nhiệt không có lỗ thoát nước.
b. Biến đổi tự phân
Trong cơ thể tôm tồn tại rất nhiều hệ enzyme khác nhau, khi tôm còn sống các enzyme này tạo nên quá trình kiến tạo nên các tổ chức trong cơ thể giúp tiêu hóa thức ăn và sự co giản cơ. Khi tôm chết cá hệ enzyme vẫn tiếp tục hoạt động và tham gia vào các quá trình phân giải các hợp chất quan trọng trong cơ thể như: phân giải ATP,
Trang 31 glycogen…Đặc biệt là sự hoạt dộng của hệ enzyme tiêu hóa sẽ làm phân giải các tổ chức cơ thịt tôm. Sản phẩm phân giải của hệ enzyme là nguồn dinh dưỡng tốt cho vi sinh vật phát triển, do vậy sự hoạt động của hệ enzyme trong tôm sẽ góp phần vào sự ươn hỏng xảy ra ở tôm.
* Sự phân giải glycogen
Glycogen bị phân giải bởi glycogen men glycolysis trong điều kiện không có oxy bằng con đường Embden-meyerhof, dẫn đến sự tích lũy acid alactic, dẫn tới sự giảm pH của cơ thịt thủy sản.
glycolysis
(C6H12O6)n + nH2O 2nC3H6O3
Glycogen acid lactic Giá trị pH của cơ thịt giảm khi thủy sản chết có ảnh hưởng đến tính chất vật lý của