1.4.1. Giới thiệu về histamine
Histamine là một amin sinh học có công thức hóa học là C5H9N3, được tạo thành trong quá trình chuyển hóa axit amin histidine dưới sự xúc tác của enzyme L - histidine decarboxylase.
22
Sự chuyển hóa từ histidine thành histamine bởi histidine decarboxylase
Histamine có đặc tính chịu nhiệt, thậm chí khi được nấu chín histamine vẫn không bị phá hủy. Khi hàm lượng histamine trong thức ăn quá cao hoặc enzym phân hủy histamine (acetaldehyde dehydrogenase hay histamine - N - methyltransferase và diamine oxidase) trong cơ thể bị ức chế thì histamine sẽ gây độc cho cơ thể[32].
Một số loài cá có hàm lượng histidin trong cơ thịt như: cá cơm, cá ngừ, cá ngừ vằn, cá nục, cá thu... Khi các loài cá này tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài của thời gian, vi khuẩn gây hư hỏng có thể phát triển và sản xuất một loại enzyme có thể chuyển hóa histidine thành histamine. Quá trình hình thành histamine có thể bắt đầu ngay sau khi cá chết nếu để ở nhiệt độ vượt mức cho phép của nó. Hạ thấp nhiệt độ càng nhanh càng tốt sẽ ngăn chặn các vi khuẩn phát triển. Để hạn chế hình thành histamine trong cá phải được xử lý đúng cách, lạnh nhanh, và giữ lạnh tốt [23].
Ngộ độc histamine gây ra các triệu chứng tương tự dị ứng hải sản và thường có thể bị nhầm lẫn với các loại ngộ độc thủy sản khác. Triệu chứng ngộ độc Histamine thực phẩm bao gồm: buồn nôn, nôn, tiêu chảy; một cảm giác nóng bỏng miệng hoặc vị cay trong miệng; phát ban, ngứa, nổi mẩn đỏ (xả); hạ huyết áp (choáng váng, chóng mặt hoặc ngất xỉu) [23].
Các triệu chứng thường xảy ra trong vòng vài phút sau khi ăn các thực phẩm liên quan và thời gian của các triệu chứng thay đổi từ vài giờ đến 24 giờ. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng mức histamine độc hại có thể đạt được trong vòng 12 giờ hoặc ít nhất là 2 giờ nếu cá không được bảo quản đúng cách. Histamine không bị tiêu diệt bởi nấu ăn. Vì vậy, cách tốt nhất để giữ histamine ở mức tối thiểu là để đảm bảo kiểm soát nhiệt độ thích hợp.
Vi khuẩn hình thành histamine có khả năng phát triển và sản xuất histamine trên một phạm vi nhiệt độ rộng. Tăng trưởng đặc biệt nhanh ở nhiệt độ gần 32,20C. Các
23
enzyme có thể hoạt động ở nhiệt độ lạnh. Các enzyme có khả năng vẫn ổn định trong khi cá được đông lạnh và có thể được kích hoạt lại rất nhanh sau khi rã đông. Nấu ăn có thể làm bất hoạt cả hai enzyme và vi khuẩn. Tuy nhiên, khi histamine được hình thành, nó không phân hủy bằng cách đun nóng hoặc lạnh. Cách tốt nhất để ngăn ngừa ngộ độc histamin là nhanh chóng làm lạnh của cá từ thời điểm bắt trên tàu và kiểm soát nhiệt độ của cá trong suốt chế biến, bảo quản và phân phối. Điều này đặc biệt quan trọng đối với cá được tiếp xúc với nước ấm hoặc lạnh và cá ngừ lớn mà tạo ra nhiệt trong các mô của cá sau cái chết. Đóng băng của cá có thể làm giảm đáng kể lượng vi khuẩn, nhưng sẽ không giới hạn hoạt động của các enzym decarboxylase có thể đã được sản xuất trước khi đóng băng [23].
Vì vậy, các biện pháp chủ yếu để kiểm soát sản xuất histamine trong cá là nhanh chóng làm lạnh càng sớm càng tốt để ngăn chặn sự hình thành của các phản ứng khử enzyme histidine decarboxylase. Đảm bảo vệ sinh tốt là cần thiết tại mỗi bước chế biến của cá. Xử lý cẩn thận để tránh thiệt hại cho các mô cơ cũng rất quan trọng trong việc ngăn ngừa ô nhiễm. Vết thương đâm thủng trong cá có thể đưa vi khuẩn nhiễm vào các mô sâu nơi nồng độ lớn của histidine có sẵn [23].
Để ngăn chặn histamine nên mua thủy từ các nhà cung cấp có uy tín người lưu trữ cá vào nước đá hoặc tủ lạnh, nhận sản phẩm ở nhiệt độ lạnh (< 50C), bảo quản lạnh cá ngay, rã đông cá trong ở nhiệt độ thấp [23].
1.4.2. Một số nghiên cứu về histamine
Nghiên cứu về histamine, vi khuẩn hình thành trong các mẫu cá thương mại của thành phố Kalyan PA Joshi, Vishal S. Bhoir. Trong nghiên cứu này, 15 chủng được phân lập từ cá thu tươi, 13 chủng là từ cá thu muối, 14 chủng là từ cá mòi tươi và 12 chủng là từ cá mòi muối, trong tổng số 54 chủng được phân lập. Tất cả các chủng đã được sơ bộ điều tra cho khả năng hình thành histamine trong môi trường Niven và trong số đó có 24 chủng cho thấy kết quả tích cực trên môi trường Niven. Kết quả cho thấy rằng tổng vi sinh vật và histamine hình trong cá thu và cá mòi tươi cao hơn trong cá thu và cá mòi muối [27].
Một số vi khuẩn ưa mặn có thể sản xuất histamine trong quá trình lên men cá (Published in Jurnal Agria Vol. 3 No. 2 Feb. 2007). Mục đích của nghiên cứu này là
24
tìm được sự tương quan của muối và histamine có trong cá với muối (20; 25; 30%). Kết quả phân tích thống kê histamine trong cá, thấy rằng muối có tác dụng để thay đổi hàm lượng histamine trong cá [28].
Nghiên cứu quá trình thay đổi của quá trình muối-lên men cá ngừ Viscera (Dayok) và ảnh hưởng của nó đến hàm lượng Histamine trong quá trình lên men (Jesebel R. Besas and Erlinda I. Dizon ). Sự hình thành histamine trong nội tạng cá ngừ bị ảnh hưởng đáng kể bởi nồng độ muối và nhiệt độ khi lên men trong ba (3) ngày nhưng chỉ đến một mức độ nào. Mức độ cao của histamine được hình thành ở mức 10% NaCl lên men ở 400C (101,90 ppm) trong khi giá trị thấp hơn đã thu được ở nồng độ muối cao hơn 17,5% và 25% NaCl [24].
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ NaCl và giá trị pH ban đầu đến gen sinh học hình thành amin bằng vi khuẩn Enterobacter spp trong điều kiện tĩnh (GABRIEL GREIF - MÁRIA GREIFOVÁ - JOLANA KAROVIČOVÁ). Theo các điều kiện sử dung tĩnh, E. aerogenes sản xuất cadaverine và histamine, với cadaverine và
histamine nồng độ cao nhất đo được trong nước luộc có chứa 3% NaCl (1807 μg.cm- 3 và 341 μg.cm-3, tương ứng). E. cloacae chỉ sản xuất putrescine từ ornithine, và nồng độ putrescine cao nhất (320,6 μg.cm-3) được đo ở nồng độ NaCl 0,5% và pH 6 (548,2 μg.cm-3) [21].
Các cá thu Tây Ban Nha tươi đã được sử dụng làm nguyên liệu muối bằng cách sử dụng tỷ lệ cá/ muối như sau: 1:1, 2:1 và 3:1 theo trọng lượng. Hàm lượng histamin, hàm lượng muối, độ ẩm, pH, hoạt độ nước (Aw) và vi khuẩn hình thành histamine (HFB) đã được xác định ở mức 0, 2, 6, 7, 10 và 13 ngày sau khi quá trình ướp muối. Hàm lượng muối tăng lên đến 19% vào ngày thứ 13 và trở thành ổn định thông qua các quá trình trong tất cả các mẫu. Không có khác biệt đáng kể trong các hàm lượng muối trong các tỷ lệ. Độ ẩm và Aw thay đổi nghịch với hàm lượng muối. Độ pH của tất cả các mẫu đều 5,9 - 6,3 trong muối. Tuy nhiên, hàm lượng histamine tăng từ 1,87 mg/ 100 g đến 115,52; 158,28 và 125,10 mg / 100 g vào ngày thứ 6 của muối trong các mẫu với một con cá tỷ lệ muối là 1:1, 2:1 và 3:1. Sau 6 ngày, nó giảm đi rõ rệt trong tất cả các mẫu cho đến khi kết thúc quá trình. Số lượng cao nhất của TVC và HFB ở cả hai 200C và 370C được quan sát thấy trong các mẫu với hàm
25
lượng histamine cao nhất vào ngày thứ 6 của muối và sau đó giảm xuống cho đến khi kết thúc [25].
Sự hình thành của histamine trong cá ngừ lên men (Thunnus albacares) nội tạng (dayok) ở nồng độ muối khác nhau (10%, 17,5% và 25%) trong vòng 7 ngày ở nhiệt độ thường. (Jesebel R. Besas, Erlinda I. Dizon). Kết quả cho thấy mức độ pH, acid lactic, acid nitơ và tổng lượng nito bazo bay hơi (TVB-N) tăng theo thời gian. Tổng số đĩa và vi khuẩn lacic giảm với nồng độ muối tăng. Mức độ Histamine giảm quá trình lên men như muối nồng nồng tăng lên. Mức độ Histamine trên FDA giới hạn tiêu chuẩn về 50 ppm được hình thành ở nồng độ muối thấp (10%) với tổng số đĩa 107 cfu/g. Kết quả cho thấy rằng ứng dụng về nồng độ muối lớn hơn 17% có thể giảm thiểu sự hình thành histamine [22].
Từ các nghiên cứu ở trên cho thấy, hàm lượng histamine được hình thành phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố sau:
- Nguyên liệu ban đầu (loại nguyên liệu, mức độ tươi hay ươn,...) - Phương pháp bảo quản sau thu hoạch
- Các yếu tố về nhiệt độ, pH, nồng độ muối,… - Quá trình lên men
Histamine được xác định là một tiêu chí liên quan đến an toàn vệ sinh thực phẩm trong đó có nước mắm. Chúng gây ra các bệnh về ngộ độc thực phẩm, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người, một số trường hợp có thể dẫn đến tử vong. Liều lượng gây ngộ độc của histamine trong thực phẩm > 20 mg/100 g. Ở hàm lượng nhỏ hơn thì gây đau đầu chóng mặt.
1.5. SƠ LƯỢC VỀ TÁC DỤNG CỦA ACID ACETIC VÀ ETHANOL TRONG BẢO QUẢN NGUYÊN LIỆU TRONG BẢO QUẢN NGUYÊN LIỆU
1.5.1. Bảo quản cá bằng acid acetic 1.5.1.1. Tích chất của acid acetic 1.5.1.1. Tích chất của acid acetic (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Acid acetic hệ thống có tên là acid ethanoic là một hợp chất hữu cơ với công thức hóa học CH3CO2H (cũng viết là CH3COOH), là một chất lỏng không màu, khi không pha loãng cũng được gọi là acid acetic băng.
26
Acid acetic là thành phần chính của dấm (ngoài nước), và có một hương vị chua và mùi hăng đặc biệt. Nó chủ yếu được sản xuất như là một tiền thân của polyvinylacetate và cellulose acetate. Mặc dù nó được phân loại như là một acid yếu , acid acetic đậm đặc ăn mòn và tấn công da.
Acid acetic là một acid cacboxylic đơn giản nhất. Nó là thuốc thử hóa học và hóa chất công nghiệp, chủ yếu được sử dụng trong sản xuất của cellulose acetate chủ yếu cho phim ảnh và polyvinyl acetate gỗ keo , cũng như và các loại vải sợi tổng hợp.
1.5.1.2. Tác dụng của acid acetic trong công nghiệp thực phẩm
Trong ngành công nghiệp thực phẩm, acid acetic được sử dụng theo mã phụ gia thực phẩm E260 là một điều chỉnh độ chua và như một thứ gia vị. Là một phụ gia thực phẩm được phê chuẩn để sử dụng trong EU, Hoa Kỳ và Úc và New Zealand.
Nồng độ acid tương đối cao thì có thể làm thay đổi cảm quan cũng như ảnh hưởng đến sự thay đổi các thành phần cấu trúc của thực phẩm đối với các thực phẩm yêu cầu về giữ trạng thái ban đầu, nhất là đối với bảo quản thủy sản tươi vì vậy trong quá trình nghiên cứu đã giảm nồng độ acid xuống sao cho không ảnh hưởng có hại đến thủy sản được bảo quản.
Theo Bal’a và cộng sự đã kiểm tra hiệu quả của việc nhúng cá tra phi lê trong các dung dịch acid khác nhau, bao gồm 2% acid acetic, acid citric, acid hydrochloric, acidlactic, acid malic, acid tactric ở nhiệt độ 40C với đối tượng nghiên cứu là L. monocytogenes. Kết quả cho thấy sự tẩy trắng xảy ra trên cá phi lê khi xử lý acid dẫn
đến làm cho các miếng phi lê có màu sáng hơn và vàng hơn so với mẫu không xử lý acid. Số lượng L. monocytogenes giảm đi 2,2 log và 1,4 log đối với các mẫu xử lý bằng acid acetic và acid hydrochloric [20].
Bảng 1.3. Phạm vi ảnh hưởng của acid acetic đến vi khuẩn, nấm men và khoảng pH hoạt động (Theo Brenntag Food & Nutrition Europe)
Acetic acid & acetates
Vi khuẩn ++
27
Khoảng pH hoạt động 3,0 đến 5,0 (+ : mức độ giảm sự phát triển của vi sinh vật và nấm men)
Từ bảng trên cho thấy khả năng ức chế vi sinh vật của acid acetic cao hơn khả năng ức chế nấm men, tuy nhiên trong quá trình bảo quản vi sinh khuẩn vẫn là nguyên nhân quan trọng tạo ra các sản phẩm ươn hỏng vì vậy acid acetic vẫn có thể sử dụng để bảo quản.
Qua các nghiên cứu trên ta thấy rằng khả năng bảo quản của acid acetic đã và đang được ứng dụng vào đời sống với việc kết hợp giữa các chất bảo quản với nhau, ngoài ra các nghiên cứu còn chứng minh được khả năng ức chế các tác nhân gây hư hỏng nguyên liệu từ đó bảo quản nguyên liệu được lâu hơn. Vì vậy việc sử dụng acid acetic trong bảo quản cá nguyên liệu là cần thiết.
* Cơ chế tác dụng của acid acetic trong bảo quản thực phẩm
Thế hydro hay pH trong môi trường có ý nghĩa quan trọng trong sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Khi cho acid vào nước sẽ phân ly thành H+ và chính [H+] có tác dụng sát trùng. Khi [H+] tăng tức là pH thấp, nó có tác dụng sát trùng mạnh.
pH môi trường thấp sẽ khử hoạt tính của enzyme, khử đi hoạt động của hệ thống vận chuyển ion, chất dinh dưỡng vào trong tế bào, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của tế bào vi sinh vật. Khi quá trình trao đổi chất của tế bào vi sinh vật bị thay đổi, chúng không còn khả năng hoạt động gây hư hỏng cho sản phẩm.
1.5.2. Bảo quản cá bằng ethenol 1.5.2.1. Tích chất của ethanol 1.5.2.1. Tích chất của ethanol
Tính chất vật lý: Là một chất lỏng, không màu, trong suốt, mùi thơm dễ chịu và đặc trưng, vị cay, nhẹ hơn nước (khối lượng riêng 0,7936 g/ml ở 150C), dễ bay hơi (sôi ở nhiệt độ 78,390C), hóa rắn ở -114,150C, tan trong nước vô hạn, tan trong ete và clorofom, hút ẩm, dễ cháy.
Tính chất hóa học: Phản ứng thế với kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ; Phản ứng este hóa, phản ứng giữa rượu và acid với môi trường là acid sulfuric đặc nóng tạo ra este; Phản ứng loại nước như tách nước trong một phân tử để tạo thành olefin, trong môi trường acid sulfuric đặc ở 1700C.
28
1.5.2.2. Lí do chọn ethanol để bảo quản cá
Ethanol là chất lỏng không màu, trong suốt: khi bảo quản dễ dàng quan sát sản phẩm. Ethanol có mùi thơm đặc trưng và dễ chịu, không độc đối với cơ thể người, khi cho vào sản phẩm thực phẩm không gây ra mùi vị lạ hay làm mất mùi tự nhiên của thực phẩm. Tan vô hạn trong nước: hòa lẫn đều trong dung dịch nên dễ dàng ngấm vào sản phẩm.
1.5.2.3. Các ngiên cứu
Theo báo cáo của Wendakoon và cộng sự, dịch chiết ethanol của tiêu, hạt nhục đậu khấu, cây xô thơm (cây ngải đắng), quế và đinh hương là rất hiệu quả trong việc ức chế hoạt động histidine decarboxylase trong dịch chiết thô từ
Enterobacter aerogenes [31].
Dịch chiết ethanol từ thực vật cho thấy kiểm soát được việc sinh histamine. Theo Ozogul và cộng sự, dịch chiết từ cây hương thảo, cây ngải đắng làm giảm hàm lượng histamine tạo ra từ 287 ppm xuống còn tương ứng 60 ppm và 120 ppm đối với cá mòi bảo quản ở 30C trong thời gian 20 ngày [26].
Hư hỏng do sự tăng trưởng của vi sinh vật trong thực phẩm có thể được hạn chế bằng cách đóng gói với chất kháng khuẩn giải phóng như ethanol, ethylen, SO2.... iEthanol ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật và được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, bánh pizza, cá [18]. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chính vì những vấn đề nêu trên nên trong khuôn khổ của luận văn này tôi đã đi sâu vào “nghiên cứu ảnh hưởng của độ tươi và phương pháp bảo quản nguyên liệu đến hàm lượng histamine trong nước mắm cá cơm sản xuất theo phương pháp gài nén truyền thống” nhằm tìm ra độ tươi và phương pháp bảo quản nguyên liệu thích hợp để sản xuất nước mắm, nhằm đáp ứng tốt yêu cầu xuất khẩu đi các nước.
29
CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU * Cá cơm nguyên liệu: * Cá cơm nguyên liệu:
Cá cơm thường, tên tiếng anh: commerson’s anchovy, Tên khoa học: Stolephorus
commersonii, thuộc Giới: Animalia, Ngành: Chordata, Phân ngành: Vertebrata, Liên
lớp: Osteichthyes, Lớp: Actinopterygii, Bộ: Clupeiformes, Họ: Engraulidae, Chi: Stolepphorus, Loài: S. commersonii, Lacépède 1803. Cá cơm thường (Stolephorus commersonii) (hình 2.1) được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất nước mắm.
Hình 2.1. Cá cơm thường (Stolephorus commersonii Lacépède 1803)
(Từ các trang sau của luận văn gọi tắt “cá cơm thường” là “cá cơm”). Cá cơm là loại cá sống ở tầng nổi có mùa vụ khai thác từ tháng 2 5 và từ tháng 7 10 hàng năm. Sản lượng cá cơm khai thác ở Nha Trang vào khoảng 12.000 15.000 tấn/năm. Cá cơm được đánh bắt ở vùng biển Nam Trung Bộ vào tháng 5, cá cơm đánh bắt đưa lên tàu bảo quản bằng nước đá chưa qua ướp muối, sau đó vận