Phương pháp thực hiện:
- Mục đích cơng nghệ: chế biến
- Thủy phân protein thành các acid amin nhờ hệ enzyme trong nội tạng cá, tạo màu sắc và mùi vị cho sản phẩm.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Hĩa học:
- Trong quá trình chế biến nước mắm hàm lượng protein trong cá giảm xuống theo thời gian cịn hàm lượng đạm tổng số, đạm acid amin, đạm peptide và các đạm bay hơi khác trong nước chượp đều tăng lên rõ rệt.
- Đạm tổng số tăng lên từ tháng đầu đến tháng thứ 3, sau tháng thứ 3 thì tốc độ tăng chậm lại và đến tháng thứ 6 gần đạt đến trạng thái cân bằng.
- Lượng acid amin tăng nhanh trong 2 tháng đầu, tháng thứ 3 tăng hơi chậm hơn và sang tháng thứ tư lại tiếp tục tăng nhanh lên, đến tháng thứ 6 tốc độ lại giảm.
- Đạm tổng số và đạm amin tăng nhanh ở phương pháp cho muối nhiều lần so với phương pháp cho muối 1 lần.
- Độ pH của nước mắm tháng đầu giảm xuống, trong tháng thứ 2 và 3 thì tăng nhanh lên và từ tháng thứ 4 trở đi gần như ổn định khoảng 6-6.2.
- Trong quá trình chế biến nước mắm cĩ hiện tượng sinh tổng hợp một số acid amin của vi sinh vật trong chượp. Một số acid amin cĩ chiều hướng tăng lên nhưng cũng cĩ một số acid amin cĩ chiều hướng giảm đi. Nguyên nhân cĩ thể do chúng tham gia vào các phản ứng melanoidin, polyphenolamin, oxy hĩa… cịn khi bị phân hủy thành các sản vật thối rữa nên hàm lượng giảm đi khá nhiều.
- Sự biến đổi về màu sắc là do 2 nguyên nhân:
• Do sắc tố trong nguyên liệu tạo nên. Ví dụ như: nước mắm cá cơm cĩ màu
vàng rơm nhạt, cịn nước mắm cá nục thì cĩ màu cánh gián (vàng đậm).
• Do phản ứng của các acid amin gây nên như phản ứng melanoidin, phản
ứng oxy hĩa…
Hĩa sinh:
- Do tác dụng của hệ enzyme protease trong bản thân cá hoặc của vi sinh vật bên ngoài tác động vào thủy phân protein thịt cá qua các dạng trung gian như peptone, polypeptide, peptide và cuối cùng là acid amin.
- Quá trình phân giải protein trong thịt cá chủ yếu là do enzyme tác dụng nhưng cũng cĩ thể cĩ sự tham gia của vi sinh vật. Những vi sinh vật hữu ích tiết ra protease thúc đẩy cho quá trình thủy phân nhưng vi sinh vật gây thối thì cĩ tác dụng làm rữa nát thịt cá cĩ khi ở ngay giai đoạn đầu hay trong quá trình chế biến, hoặc nếu khơng khống chế kịp thời sau khi tạo thành nước mắm cũng dễ bị thối do vi sinh vật gây nên.
- Quá trình phân giải thịt cá chuyển từ protide đến acid amin là một quá trình rất phức tạp với sự tham gia của rất nhiều enzyme. Mỡi enzyme cĩ tính đặc hiệu riêng đối với cơ chất hay vị trí tác dụng. Ví dụ như protease là peptidease chỉ tác dụng lên mỡi liên kết peptide để thủy phân mối liên kết này. Ngay cùng loại protease đều thủy phân mối liên kết peptide nhưng lại cĩ loại ưu tiên hơn với mối liên kết peptide này, cĩ loại lại ưu tiên hơn đối với mối liên kết peptide kia.
- Thuộc nhĩm protease cĩ pepsin, trypsin, chymotrypsin, bromelin, papain… Các protease trước hết là thủy phân protein. Nhĩm peptidase thì cĩ carboxypeptidase, aminopeptidase, dipeptidase. Các peptidase thủy phân đầu tiên là các polypeptide chứ khơng phải protein.
Sinh học:
- Do nồng độ muối cao vi khuẩn gây thối hầu như ngừng hoạt động và các vi khuẩn khác cũng bị ức chế cao độ.
- Các vi sinh vật tồn tại trong nước mắm được chia thành 2 nhĩm:
• Nhĩm vi sinh vật ưa muối cĩ thể phát triển được trong mơi trường cĩ nong
độ muối trên 10%, chủ yếu là loại Cocci.
• Nhĩm vi sinh vật khơng ưa muối.
- Thời gian đầu của quá trình chế biến nước mắm, vi sinh vật hiếu khí phát triển được và tham gia vào quá trình thủy phân cá thơng qua enzyme vi sinh vật nhưng dần dần muối ngấm vào cá thì hoạt động của chúng giảm dần cịn vi sinh vật yếm khí thì hoạt động được ở giai đoạn sau của quá trình chế biến nước mắm.
- Những vi sinh vật gây hương yếm khí, bản thân khơng ưa muối nhưng trong mơi trường chế biến chượp chúng thích nghi dần với độ mặn và cĩ thể phát huy tác dụng.
- Mặt khác một số vi sinh vật cĩ khả năng tổng hợp acid amin nên cĩ một số acid amin tăng lên trong quá trình chế biến: acid glutamic, alamin, serin, prolin, cystin, cystein…
- Thiết bị: thùng chượp.
Nhiệt độ
Nhiệt độ tối thích cho enzyme hoạt động là từ 37-420C. Nhiệt độ càng cao quá
trình phân giải thịt cá càng nhanh. Nhiệt độ 700C trở lên hầu hết các hệ enzyme trong cá
mất hoạt tính. Nếu để thùng chượp trong nhà lều thì nhiệt độ chỉ khoảng 30-400C. Ở t0
này, thịt cá phân giải tương đối chậm. Chính vì thế muốn tăng t0 lên thì đem nước bổi ra phơi nắng hoặc cĩ thể sử dụng tơn nĩng để che phân xưởng.
pH:
- Enzyme rất nhạy cảm với độ pH của mơi trường, mỡi enzyme chỉ hoạt động mạnh ở độ pH xác định. Trong quá trình phân giải cĩ rất nhiều enzyme tham gia cho nên ta phải xem loại enzyme nào cĩ nhiều nhất và đĩng vai trị chủ yếu trong quá trình thủy phân để tạo mơi trường thích hợp cho nĩ hoạt động. Trong đĩ pepsin và tripsin là 2 enzyme chủ yếu.
- Pepsin hoạt động tốt ở mơi trường acid cĩ pH = 1.5 - 2.2 . Mơi trường muối mặn
cũng như mơi trường cĩ muối MgSO4, NH4Cl… mơi trường kiềm ức chế sự hoạt động
của enzyme này.
- Tripsin giữ vai trị quan trọng nhất hoạt động mạnh ở mơi trường pH = 8-9, nồng độ muối NaCl cao tripsin cũng hoạt động được.
- Enzyme tripsin phát triển tốt khi gặp mơi trường cĩ chất keo như albumin, peptone, gelatin ở nhiệt độ thích hợp. Do đĩ trong quá trình chế biến cần phải tạo điều kiện tốt cho enzyme này phát triển mạnh ở giai đoạn đầu. Trong điều kiện tự nhiên thì tripsin hoạt động mạnh ở giai đoạn giữa của quá trình chế biến.
- Chượp chế biến bằng phương pháp tự nhiên cĩ mơi trường pH = 5.5-6.5. Khi dùng hĩa chất acid hay baz để điều chỉnh pH mơi trường thì thấy chất lượng nước mắm khơng bằng so với chế biến chượp tự nhiên. Qua thí nghiệm đã phát hiện được nếu điều chỉnh pH=1.5-2 thấy màu sắc của chượp đẹp nhưng tốc độ thủy phân chậm và mùi vị so với chượp chế biến bằng phương pháp tự nhiên thì kém hơn. Cịn nếu giữ pH=7.5-8.5 (thích hợp cho enzyme tripsin hoạt động) thấy tốc độ thủy phân nhanh hơn nhưng đạm thối nhiều hơn và màu sắc khơng bằng so với chượp chế biến bằng phương pháp tự nhiên.
- Ở mơi trường tự nhiên pH = 5.5-6.5 tuy khơng ưu tiên phát triển loại enzyme nào, nhưng cả hai loại enzyme chính là pepsin và tripsin đều phát triển được. Mặt khác lại cĩ tác dụng ức chế một phần sư hoạt động của vi sinh vật. Do đĩ khi chế biến chượp ta khơng phải xét đến mơi trường hoạt động của enzyme vì mơi trường tự nhiên là ưu việt hơn cả.
Thời gian lên men: 8 tháng sau đĩ ta đưa vào vận hành trong hệ thống que long để kéo rút nước mắm.
3.2.5 Kéo rút
Sơ đồ kéo rút nước mắm bán thành phẩm:
Chú thích:
Hình 3.2: Sơ đồ kéo rút nước mắm Đường đi của hệ thống cá
Hệ thống que lứa trung (16÷25o) BTP (≈20o) BTP (≈25o) Hệ thống que long (10÷15o) BTP (≈10o) BTP (≈15o) Hệ thống hồ phá xác
Hệ thống que lứa cao đạm (26÷40o) BTP (≈30o) BTP (≈35o) CHƯỢP CHÍN NM cốt (≥30o) Nước muối/ Nước sạch
Nước bổi, NHC, BTP (đã xử lý)
Mục đích: hoàn thiện, giúp nước mắm được cẩn và tạo hương vị (thơng qua hệ thống que long)
Phương pháp thực hiện:
Sau 8 tháng lên men ta lấy mẫu để kiểm tra độ đạm và tiến hành kéo rút như sau: - Thùng cá cao đạm nhất và cĩ hương đặc trưng ta sẽ kéo rút thu được thành phẩm cĩ độ đạm từ 250N trở lên. Chú ý nước mắm lần đầu tiên rút ra được gọi là nước mắm cốt thì vẫn cịn đục nên được đổ lại vào thùng. Khi mở lù điều chỉnh cho nước mắm chảy từ từ khoảng 30 l/h. Nước mắm cốt được rút ra cĩ màu vàng đậm, hương thơm đặc trưng, vị bùi và được trữ trong thùng giá. Nước mắm cốt được dùng để pha vào các loại nước mắm sau này để cho ra sản phẩm chứ khơng được dùng để bán.
- Rút kiệt đến khi độ đạm của lứa cao giảm xuống khoảng 250N, lứa cao sẽ trở thành
lứa thấp thu thành phẩm cĩ độ đạm từ 20 - 250N.
- Khi độ đạm 13 - 200N ta đưa vào hệ thống que long để đơn đạm. Sau khi kéo rút ở
hệ thống que long, thùng giá chỉ cịn 5 - 60N ta đem đi ủ khơ trong vài tháng với mục đích tái tạo hương cho thùng giá mới.
- Sau quá trình ủ khơ thì đạm tuột xuống 30N thì được tận dụng xử lý nước bổi và
nước hoa cà. Cuối cùng thùng xác cá được đem vào bể chứa xử lý để bán cho các cơ sở sản xuất phân bĩn và chế biến thức ăn gia súc.
Hệ thống que long
- Quá trình kéo rút nước mắm là quá trình lọc liên hoàn cũng là quá trình cho chượp chín tự nhiên, để khi ra nước mắm thành phẩm hương vị thơm ngon. Quá trình kéo rút là quá trình rút đạm trong bã khơng qua nấu bằng cách dùng lượng nước bổi hoặc nước thuộc ít đạm cho chuyển lần lượt từ thùng này sang thùng khác để tăng đạm và tăng hương vị. Lượng đạm trong bã sau khi kéo rút liên hoàn cịn chừng 5-6 g đạm trên 1 kg bã. Những nhà tư nhân sản xuất ít họ khơng tiến hành lọc liên hoàn được nhiều thùng thì họ kéo dài thêm thời gian cho chượp chín ngấu rời mới đem lọc.
- Trong một hệ thống thùng lọc cĩ 20-30 thùng, nhưng thường thường cĩ 10-12 thùng, trong đĩ sử dụng 6 thùng thành một hệ thống lọc kéo rút liên hoàn. Nhiều thùng lọc thì tận dụng đạm nhiều hơn, chất lượng nước mắm tốt hơn.
- Trong 6 thùng cĩ 5 thùng theo thứ tự từ thùng số 1 đến số 5 (địa phương gọi thùng long 1 đến long 5 và thùng thứ 6 là thùng giá). Thùng thứ 6 là thùng chượp chín cĩ phẩm chất tốt nhất. Mỡi ngày lấy ra một lượng nước mắm nhất định, thùng chứa được 5 tấn chượp thì lấy ra 400 lít theo cách sau:
- Lấy ở thùng giá ra 400 lít nước mắm ngon thì đồng thời lấy ở thùng 1 bù cho thùng giá 400 lít, thùng long 2 lấy ra 400 lít bù lại cho thùng 1, thùng long 3 lấy ra 400 lít trả trở lại cho thùng long 2…và cứ như vậy thùng long 5 sẽ thiếu hụt 400 lít, vì vậy cho vào thùng long 5 nước bổi hoặc nước muối hoặc nước nấu phá bã… như vậy mỡi thùng long lấy ra 400 lít và dưa vào 400 lít của thùng long khác sang. Tiến hành như vậy khoảng 20- 25 lần để lấy một lượng nước mắm khoảng 8000 lít. Lúc này thùng long 5 lần cuối cùng cho nước muối nhạt vào, cá sẽ địi muối nổi lên thì rút kiệt nước, thêm muối để làm nước thuộc, bã của thùng 5 này đem phơi làm phân bĩn. Thùng long 5 lấy ra lại cho thêm một thùng giá vào cho đủ 6 thùng trở thành hệ thống lọc liên hoàn, lúc này thùng long 4 ở vị trí thùng long 5 và cứ kéo rút liên hoàn như vậy… Vậy chu kỳ sản xuất ra nước mắm thành phẩm ít nhất 8 tháng đến 1năm.
Hình 3.3: Hệ thống que long
- Muốn nước mắm thành phẩm ngon thơm là phải chọn thùng giá chượp cá cĩ hương thơm (cơm than, hoặc cơm lẫn nục) và chượp cĩ độ chín thuần thục
Các biến đổi của nguyên liệu:
Hĩa sinh:
Cĩ sự chuyển hĩa các hợp chất hữu cơ tạo thành hương thơm do hoạt động của các VSV yếm khí.
Hàm lượng các chất bay hơi trong nước mắm mg/100g nước mắm
- Các chất cacbonyl bay hơi: 407-512 (formaldehyde)
- Các acid bay hơi: 404-533 (propionic)
- Các amin bay hơi: 9,5-11,3 (isopropylamin)
- Các chất trung tính bay hơi: 5,1-13,2 (acetaldehyde)
400L 400L 400L 400L 400L
Nước bổi hay nước nấu phá
bã Thùng long Thùng giá
5 4 3 2 1 6
Sinh học:
Mùi trong nước mắm được hình thành chủ yếu do hoạt động của vi sinh vật yếm khí.
Thiết bị: thùng chượp
Thơng số cơng nghệ: thời gian: 8 tháng – 1 năm. Thời gian để càng lâu thì nước
mắm chiết ra cĩ hương vị đậm đà, chất lượng cao.