Biến đổi hóa học

C. Câu hỏi

2. Biến đổi hóa học

2.1. Sự phân giải glycogen

( C₆H₁₀O₅ )_n + H₂O 2nNc₃H₆O₃

Glycogen Acid lactic

Glycogen phân giải sinh ra acid lactic l àm cho pH cơ thịt thay đổi. sự acid hóa môi trƣờng này có tác dụng làm hạn chế phần nào sự phát triển của vi sinh vật gây thốt rửa.

Hàm lƣợng acid lactic và trị số pH là chỉ tiêu quan trọng đặc trƣng cho phẩm chất của động vật thủy sản sau khi chết, pH khả năng bảo quản của chúng phụ thuộc vào trị số pH.

34

pH

A B C D E F G

Hình 2.28: Đồ thị biểu diễn quá trình tê cứng

7,2 7,0 6,8 6,7 6,6 6,5 6,4 Chết Chết cứng Trong đó:

A: Thời gian khi đánh bắt

B: Thời gian khi chết, bắt đầu tê cứng. C: Cá có độ pH thấp nhất.

D: Cá cứng nhất. E: Cá bắt đầu mềm. F: Xác bắt đầu thối rửa.

Từ đồ thị ta thấy: Khi pH giảm xuống thấp nhất thì cá dần cứng nhất. pH càng giảm xuống thì khả năng hút nƣớc của tổ chức cơ thịt cá cũng giảm. Khi pH = 7 thì lƣợng nƣớc hút vào bằng dung tích của cơ thịt, khi pH = 6 thì hút dƣới 50% và pH = 5 gần tới điểm đẳng điện của protid nên lƣợng nƣớc hút vào sẽ ít nhất khoảng 25%. Khả năng hút ẩm của cơ thịt càng thấp thì cơ thịt càng rắn chắc.

2.2. Sự phân giải ATP

ATP ADP AMP IMP HypoxanthinRiboza Ribo

P_i P_i NH₃ P_i HR (inosine)

- Glycogen và ATP hầu nhƣ bị biến mất trƣớc giai đoạn tê cứng, trong IMP và H_xR vẫn còn duy trì.

- Khi hàm lƣợng IMP và H_xR bắt đầu giảm, hàm lƣợng Hx tăng, pH giảm xuống đến mức thấp nhất ở giai đoạn này.

- IMP và 5 nucleotide khác có tác dụng nhƣ chất tạo mùi cho cá, chúng liên kết với axit glutamic làm tăng mùi vị thịt cá. IMP tạo mùi vị đặc trƣng của cá, hypoxanthin có vị đắng.

35

- Sự mất mùi vị cá tƣơi là kết quả của quá trình phân hủy IMP.

- Các dạng đƣờng khử có ảnh hƣởng rất lớn đến kỹ thuật sản xuất, chúng tham gia và phản ứng Mailard và làm cho sản phẩm bị hóa nâu suốt quá trình gia nhiệt.

2.3. Sự phân hủy Creatine photphat

Creatine photphat Creatine + A.photphoric

- Cùng tồn tại với ATP trong cơ thể động vật, nó là nguồn năng lƣợng dùng trong co rút cơ.

- Hàm lƣợng Creatine photphat khác nhau theo giống loài và các cơ thịt. Ở các cơ co rút nhiều làm việc nhiều thì cơ nhiều Creatine photphat.

- Ngay sau khi cá chết, Creatine photphat bị phân giải nhanh chóng, khi tiến tới tê cứng thì hàm lƣợng Creatine photphat bị phân giải nhanh chóng, khi tiến tới tê cứng thì làm lƣợng Creatine photphat chỉ còn tồn tại rất ít.

2.4. Sự tạo thành phức chất actomyozin

- Cá sau khi chết, lúc đó lƣợng ATP vẫn còn đủ, actin ở dạng hình cầu và không liên kết với myozin. Sau 1 thời gian, các sợi cơ suy yếu myozin kết thành phức chất với các ion Kali và Canxi, glycogen và ATP.

- Khi pH hạ thấp thì các phức chất đó phân ly. Sự chuyển hóa actin hình cầu thành actin hình sợi bằng cách trùng hợp hóa các vi cấu và xoắn hóa các sợi actin tạo thành. Tiếp đó sự co ngắn tơ cơ đó là sự hút các sợi actin vào giữa sợi myozin. Phức chất actomyozin đƣợc tạo thành và tiếp theo sau là sự co rút tơ cơ cho nên làm cho mô cơ tê cứng.

3. Các yếu tố ảnh hƣởng

3. 1. Sự khác nhau về giống loài

- Sự khác nhau về giống loài thì hàm lƣợng glycogen cũng khác nhau, vì vậy có ảnh hƣởng tới thời gian tê cứng của cá.

- Loài cá đi về ở lớp nƣớc trên nhƣ cá thu, trích, ngừ…chúng hoạt động mạnh cho nên sau khi chết tê cứng sớm, ở nhiệt độ từ 2- 30C cũng nhanh cứng xác và thời gian cứng xác ngắn. Ngoặc lại loài cá sống ở đáy nhƣ cá bơn, cá đuối sau khi chết sự cứng xác đến muộn và thời gian cứng xác lại kéo dài.

3.2. Trạng thái dinh dưỡng

- Trạng thái sinh sống có ảnh hƣởng trực tiếp đến hàm lƣợng glycogen trong cá. Vì vậy mà ảnh hƣởng đến thời gian tê cứng .

Ví dụ: khi cá đi đẽ lƣợng glycogen sẽ giảm xuống khi có nhiều thức ăn thì lƣợng glycogen sẽ tăng…

3.3. Phương pháp đánh bắt

- Động vật hoạt động nhiều sẽ làm cho glycogen trong cơ thể giảm xuống nhất là hoạt động mạnh liên tục.

Vì vậy phƣơng pháp đánh bắt và giết chết có ảnh hƣởng trực tiếp đến hàm lƣợng glycogen.

36

- Nếu cá vẩy vùng nhiều trong lƣới thì hàm lƣợng glycogen bị giảm đi rất nhiều nên rất nyhanh cứng xác và thời gian cứng xác rất ngắn còn với cá câu thì ngƣợc lại. Đánh bắt nên giết ngay cá giảy giụa nhiều tiêu hao glycogen.

3.4. Tình hình bảo quản

- Sau khi đánh bắt giết chết, bảo quản vận chuyển cẩn thận nhẹ nhàng, không làm tổn thƣơng thủy sản. Nếu nhiệt độ bảo quản thấp thì thời gian cứng xác sẽ đến muộn và quá trình cứng xác sẽ kéo dài.

Vấn đề cứng xác ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng thủy sản: thời điểm cứng xác đến muộn và thời gian cứng xác kéo dài thì phẩm chất thủy sản tƣơi tốt đƣợc lâu. Nhƣng nếu thời điểm cứng xác đến sớm và thời gian cứng xác ngắn, pH chuyển sang kiềm tính thì thủy sản càng nhanh chống bị vi khuẩn phân giải và thối rữa.

C. Câu hỏi

1/ Hiện tƣợng tê cứng là gì ? Hãy vẽ đồ thị pH – thời gian biểu thị các giai đoạn biến đổi của nguyên liệu thủy sản ?

2/ Các yếu tố nào ảnh hƣởng đến sự tê cứng của nguyên liệu thủy sản ?

37

Bài 3

SỰ PHÂN GIẢI VÀ PHÂN HỦY

Trình bày đƣợc hiện tƣợng phân giải và phân hủy của động vật thủy sản sau khi chết.

Liệt kê đƣợc các biến đổi hóa học và yếu tố ảnh hƣởng của quá trình phân giải, phân hủy.

B. Nội dung chính 1. Sự phân giải

1.1. Hiện tượng phân giải

- Thủy sản sau khi cứng xác dần trở lại mềm thì ta gọi đó là sự phân giải (sự tự chín) do các loại men (enzyme) nội tại trong cơ thể thủy sản hoạt động. Khi động vật thủy sản còn sống có sự tồn tại của kháng thể nên các loại men thủy phân không hoạt động tự phân giải tổ chức của mình. Nhƣng khi chúng chết đi thì kháng thể không còn nửa nên men sẽ dể dàng hoạt động và phân giải những chất liên hợp trong cơ thể thủy sản thành những chất đơn giản.

- Trong quá trình tự phân giải, tổ chức cơ thịt tự sản sinh ra nhiều biến đổi về lý, hóa, cơ thịt mềm mại, hƣơng vị thơm tƣơi, độ ẩm lớn, dể tác dụng của men tiêu hóa hơn. Quá trình chín sẽ tăng thêm khả năng liên kết nƣớc của mô cơ và tăng thêm hƣơng vị của cơ thịt nên ta cần duy trì ở nhiệt độ dƣơng thấp (khoảng từ 1- 40C) để hạn chế sự xâm nhập của vi khuẩn gây thối rữa.

- Nếu hiểu 1 cách máy móc thì tự phân giải là do men nội tại hoạt động còn thối rữa là do vi sinh vật ở bên ngoài xâm nhập vào, sản phẩm của quá trình tự phân giải là acid amin và các chất đạm hòa tan, còn sản phẩm của quá trình thối rữa là những sản vật cấp thấp thối nát.

- Quá trình tự phân giải chủ yếu là sự tự phân giải protid nhung chất béo cũng có sự biến đổi, tuy quá trình này làm cho cá biến đổi từ cứng đến mềm nhƣng cá vẫn còn tƣơi tốt.

1.2. Các biến đổi hóa học

1.2.1. Sự phân hủy glycogen

Glycogen bị phân hủy dƣới tác dụng của men glycolysis trong điều kiện không có oxy. Sản phẩm cuối cùng là acid lactic làm cho pH hạ xuống rất thấp. Nhƣ cá thu lớn pH = 5,8 – 6,0; cá ngừ pH = 5,4 – 5,6 .

Cá sau khi chết pH giảm xuống thấp gần với điểm đẳng điện của chúng, làm giảm khả năng liên kết của protein.

Sự biến đổi pH của cá sau khi chết phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ môi trƣờng. Ví dụ: Ở 50C, sự biến đổi pH của cá diển ra nhƣ sau:

38

B – C- D: 5 – 10 giờ D – E: 3 – 4 ngày E – F – G: 3 – 4 ngày

1.2.2. Sự phân giải protein

Biến đổi tự phân của protein trong cá ít đƣợc chú ý. Hệ enzyme protease quan trọng nhất là men cathepsin, trong cá chúng hoạt động mạnh ở các loài tôm, cua và nhuyễn thể.

- Cathepsin là enzyme thủy phân nằm trong lysosome. Enzyme quan trọng nhất là cathepsin D tham gia vào quá trình thủy phân protein nội tại của tế bào tạo thành peptide ở pH: 2 - 7. Sau đó peptide tiếp tục bị phân hủy dƣới tác dụng của men cathepsin A,B,C. Tuy nhiên quá trình phân giải protein dƣới tác dụng enzyme thủy phân trong thịt cá rất ít.

- Enzyme cathepsin có vai trò chính trong quá trình tự chín của cá ở pH thấp và nồng độ muối thấp. Enzyme cathepsin bị ức chế hoạt động ở nồng độ muối 5%.

Trong quá trình tự phân giải chủ yếu là phân giải protit nhƣng chất béo cũng có sự biến đổi.

Có ngƣời cho rằng phân giải chất béo chủ yếu là loại men lipaza và tiến hành song song với sự phân giải protit. Trong quá trình tự phân giải, chỉ số axit của chất béo trong động vật thủy sản có tăng lên. Quá trình tự phân giải tuy làm cho cá biển từ cứng sang mềm nhƣng cá vẫn còn tƣơi tốt.

1.3. Các yếu tố ảnh hưởng

1.3.1. Giống, loài

Sự khác nhau về giống loài dẩn đến sự hoạt động của các men khác nhau. Tác dụng tự phân giải ở động vật máu lạnh nhanh hơn ở loài máu nóng, trong cá nổi bơi lội nhiều nhanh hơn cá sống tầng đáy biển do men hoạt động mạnh hơn.

1.3.2. Môi trường pH

- Nếu tăng độ acid của môi trƣờng tức là giảm độ pH thì tác dụng tự phân giải tăng lên nhƣng ph giảm đến 1 mức độ nhất định làm men không hoạt động đƣợc nửa thì tác dụng tự phân giải lại giảm.

- Tác dụng tự phân giải của thịt cá mạnh nhất ở pH = 4 - 5 và ở phạm vi đó lƣợng đạm hòa tan, đạm polypeptid và đạm acid amin cũng tăng lên cao nhất.

1.3.3. Ảnh hưởng của các loại muối và nhiệt độ

Muối

Muối ăn có tác dụng cản trở tác dụng tự phân giải.

Nồng độ muối càng cao sự trở ngại càng lớn nhƣng không làm ngừng đƣợc quá trình tự phân giải.

 Nhiệt

- Nhiệt độ có ảnh hƣởng đến quá trình tê cứng, sự tự phân giải cũng nhƣ quá trình thối rữa sau này. Nhiệt độ tăng lên 100C thì tốc độ tự phân giải tăng lên 2 - 3 lần

- Khi nhiệt độ giảm thì tốc độ tụ phân giải sẽ giảm nhƣng nếu nhiệt quá cao thì tốc độ tự phân giải cũng giảm do sự giảm hoạt độn g của men.

39

2. Sự phân hủy

2. 1. Hiện tượng phân hủy

Nguyên liệu thủy sản khi đình chỉ sự sống thì quá trình tổng hợp trong cơ thể sẽ dừng lại, men trong cơ thịt sẽ tiến hành quá trình tự phân giải đồng thời lúc đó vi sinh vật sẽ phân hủy những sản vật của quá trình tự phân giải thành những sản vật cấp thấp làm cho nguyên liệu biến chất hƣ hỏng đó là quá trình thối rữa. Vi sinh vật là tác nhân chủ ỵếu gây thối rữa của nguyên liệu.

- Vi sinh vật gây thối rữa gồm có 2 nhóm : 1 nhóm là vi sinh vật tồn tại trong nguyên liệu trong quá trình sinh sống, 1 nhóm là do ô nhiểm của quá trình bảo quản và chế biến. Số lƣợng vi sinh vật nhiểm vào trong quá trình chế biến bảo quản đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình thối rữa.

- Sự thối rữa của động vật thủy sản bắt đầu là do vi khuẩn yếm khí ký sinh trong cơ thể động vật còn sống, khi chết do điều kiện thích hợp nhƣ chất dinh dƣởng cao, nƣớc nhiều, ánh sáng mặt trời và không khí ít thì bắt đầu phát triển nhanh chóng.

Đồng thời vi khuẩn hiếu khí dính trên da cá cũng bắt đầu phát triển ăn dần vào tổ chức cơ thịt. Thời gian xâm nhập của vi khuẩn vào cơ thịt khác nhau do độ lớn nhỏ, loại thủy sản, phƣơng pháp xử lý, bảo quản, loại vi khuẩn,…gây nên. Thủy sản nhìn chung dể thối rữa vì:

+ Lƣợng nƣớc tƣơng đối cao, lƣợng mỡ tƣơng đối ít.

+ Khi chết cơ thịt chuyển sang môi trƣơng kềm tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn phát triển.

+ Kết cấu cơ thịt cá lỏng lẻo, mềm nhão.

- Ở nhiệt độ bình thƣờng vi khuẩn sống trên thân cá rất nhiều, đặc biệt ngoài da có lớp chất nhớt là môi trƣờng tốt cho vi khuẩn phát triển. Đồng thời, trong thịt cá chết rất ít chất miển dịch tự nhiên, kháng thể kém.

- Thủy sản có nhiều men nội tại và hoạt tính chúng rất mạnh, khi thủy sản chết sẽ phát triển theo hƣớng thủy phân tạo điều kiện tốt cho vi sinh vật gây thối rữa. Quá trình này làm cho thực phẩm thiu thối mất giá trị.

2.2. Biến đổi hóa học

2.2.1. Sự phân hủy axit béo

Axit béo nhanh chóng bị vi sinh vật phân hủy tạo ra: anderhyd, ceton, peroxit,..

2.2.2. Sự phân hủy axit amin

 Là khử amin trực tiếp R-CH2-CH-COOH R-CH = CH-COOH + NH₃ NH₂  Phản ứng khử (cộng H₂) R-CH₂-CH-COOH + H₂ R-CH₂-CH₂-COOH + NH₃ NH₂

40  Phản ứng thủy phân

R-CH₂-CH-COOH + HOH R-CH₂-CH-COOH + NH₃

NH₂ OH

 Phản ứng oxy hóa (+O₂)

R-CH₂-CH-COOH + O₂ R- CH₂- C- COOH + NH₃ NH₂ O Phản ứng làm mất gốc axit R-CH₂-CH-COOH R-CH₂-CH₂ + CO₂ NH₂ NH₂ Phản ứng làm mất 2 gốc amin và axit  Khử 2 gốc trực tiếp R-CH₂-CH-COOH R- CH = CH₂ + NH₃ + CO₂ NH₂  Phản ứng khử R-CH₂-CH-COOH R = CH – CH₃ + NH₃ + CO₂ NH₂ * Phản ứng thủy phân R-CH₂-CH-COOH + HOH R-CH₂-CH₂ + NH₃ + CO₂ NH₂ OH * Phản ứng oxy hóa R-CH₂-CH-COOH + O₂ R- CH₂ - CH + NH₃ + CO₂ NH₂ O 2.2.3. Sự phân hủy khác

Khi động vật thủy sản bị thối rữa thì sản sinh ra hàng loạt các chất độc, thấy nhiều nhất là histamin, metylamin và 1 số chất khác ít hơn là cholin, paridin (C₉H₁₃N), coridin (C₁₀H₁₅N), sardinin (C₁₁H₁₁NO₂)… Các chất độc nếu tồn tại với dạng rất ít có tác dụng kích thích dạ dày làm ăn ngon hơn hoặc làm máu lƣu thông tốt hơn nhƣng nếu mang chúng tiêm vào ngƣời thì làm huyết áp tăng, mức độ nghiêm trọng có thể chết ngƣời. Cá thu, ngừ dể bị thối rữa và sinh ra nhiều histamin vì chúng có nhiều thịt đỏ.

- Vấn đề ngộ độc ngoài những chất độc do kết quả của quá trình thối rữa còn có chất độc do vi khuẩn sản sinh ra cũng rất nguy hiểm.

41

- Chất độc thƣờng rất không ổn định với nhiệt độ do đó khi thực phẩm nung nấu kỹ thì chất độc sẽ bị phá hủy hầu hết, có một số chất độc khi thực phẩm khi làm khô cũng bị phá hủy sẽ mất tác dụng gây độc hại.

2.3. Các yếu tố ảnh hưởng

2.3.1. Loài cá và tính chất của cá

Dƣới điều kiện nhiệt độ thích hợp các loài thủy sản nói chung chỉ 1- 2 ngày là thối rữa nhƣng vì khác nhau về giống loài nên có sự khác nhau.

Tốc độ thối rữa còn phụ thuộc vào cấu trúc và các thành phần trong cá, cá ít nƣớc tốc độ sẽ chậm và cá nhiều nƣớc thì sẽ nhanh, cá ngâm trong nƣớc sẽ chóng thối hơn cá để ngoài không khí. Cá thịt đỏ nhanh thối hơn cá thịt trắng.