b. Các enzym calpain
2.3.4. Vi sinh vật gây ươn hỏng cá
Cần phân biệt rõ thuật ngữ hệ vi sinh vật khi hư hỏng (spoilage flora) với vi khuẩn gây hư hỏng (spoilage bacteria), vì thuật ngữ đầu tiên chỉ đơn thuần là nĩi đến các vi khuẩn hiện diện trong cá khi chúng bị hư hỏng, cịn thuật ngữ sau lại nĩi đến một nhĩm vi khuẩn đặc trưng gây nên sự biến mùi và vị cĩ liên quan với sự hư hỏng. Một lượng lớn vi khuẩn trong cá ươn khơng cĩ vai trị gì trong quá trình hư hỏng. Mỗi sản phẩm cá cĩ những vi khuẩn gây hỏng đặc trưng riêng của nĩ và lượng vi khuẩn này (so với lượng vi khuẩn tổng số) cĩ liên quan đến thời hạn bảo quản.
Bảng 2.5. Các hợp chất đặc trưng trong quá trình ươn hỏng của thịt cá bảo quản hiếu khí hoặc được đĩng gĩi cĩ đá và ở nhiệt độ mơi trường
Vi sinh vật đặc trưng gây ươn hỏng Các hợp chất ươn hỏng đặc trưng
Shewanella putrefaciens Photobacterium phosphoreum Các lồi Pseudomonas Vibrionaceae Các vi khuẩn gây hỏng hiếu khí TMA, H2S, CH3SH, (CH3)2S, Hx TMA, Hx
Ceton, aldehyde, este, các sunfit khơng phải H2S TMA, H2S
NH3, các acid: acetic, butyric và propionic
Bảng 2.6. Cơ chất và các hợp chất gây biến mùi do vi khuẩn sinh ra trong quá trình ươn hỏng của cá Cơ chất Các hợp chất sinh ra do hoạt động của vi khuẩn TMAO Cysteine Methionine Carbohydrat và lactat Inosine, IMP
Các acid amin (glycine, serine, leucine) Các acid amin, urê
TMA H2S
CH3SH, (CH3)2S Acetat, CO2, H2O Hypoxanthine
Các este, ceton, aldehyde NH3
Trước tiên vi khuẩn hiếu khí sử dụng nguồn năng lượng carbohydrate và lactate để phát triển tạo thành CO2 và H2O. Kết quả của tiến trình này làm giảm thế oxy hĩa khử trên bề mặt sản phẩm. Dưới điều kiện này, vi khuẩn yếm khí (Alteromonas putrefacien, Enterobacteriaceae) phát triển khử TMAO thành TMA theo bởi các phản ứng sinh hĩa:
Axit lactic TMAO Pyruvate TMA
CH3COCOOH + (CH3)3NO + H2O CH3COOH + (CH3)3N + CO2 + H2O Pyruvate TMAO axit acetic TMA
Sản phẩm tạo thành cuối cùng là TMA tạo mùi vị xấu cho cá.
Bước tiếp theo trong suốt quá trình ươn hỏng do vi sinh vật ở cá là sự phân hủy amino acid, cơ chế diễn ra như sau:
R - CH2 - CH(NH2) - COOH deaminase oxidative RCH2 - CO - COOH + NH3 Decarboxylase α-ceto-acid Decarboxylase R - CH2 - CH2 - NH2 oxydase RCH2 - COOH + NH3
amin axit béo
Chỉ cĩ một lượng nhỏ NH3 tạo thành trong giai đoạn tự phân giải nhưng phần lớn được tạo thành từ sự phân hủy các acid amin.
Ở cá nhám, lượng NH3 tạo thành trong suốt giai đoạn bảo quản rất lớn bởi vì hàm lượng urê trong thịt cá nhám rất cao, thành phần này bị phân hủy dưới tác dụng của vi khuẩn sản sinh enzym urease tạo thành CO2 và NH3 theo phản ứng:
(NH2)2 CO + H2O urease CO2 + 2NH3
TMA, NH3, amin được gọi chung là tổng nitơ bazơ bay hơi (TVB), thường được sử dụng như chỉ tiêu hĩa học để đánh giá chất lượng cá (chủ yếu là TMA). Giới hạn cho phép TVB-N/100g ở cá bảo quản lạnh là 30-35mg. Ở cá tươi hàm lượng TMA chiếm rất thấp. Sau thời gian bảo quản, vi khuẩn khử TMAO tạo thành TMA làm cho cá bị ươn hỏng. TMA là chỉ tiêu cơ bản để đánh giá mức độ tươi của cá. Chất lượng cá bảo quản lạnh được gọi là tốt khi hàm lượng TMA-N/100g <1,5mg, 10- 15mg TMA-N/100g là giới hạn cho phép với người tiêu dùng.
Vi khuẩn phân hủy acid amin cĩ chứa lưu huỳnh như cysteine, methionine tạo thành H2S, CH3-SH (methyl mercaptane) và (CH3)2S dimethylsulphide. Các hợp chất bay hơi này tạo mùi vị xấu cho sản phẩm, ngay cả ở liều lượng rất thấp (ppb), làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.
Các lồi giáp xác thường rất nhạy cảm với vi sinh vật gây ươn hỏng so với cá do cĩ chứa hàm lượng phi protein cao. Khi hàm lượng arginine phosphate cao, nĩ cĩ thể bị dephosphorylate bởi phản ứng tự phân. Vi khuẩn cĩ thể phân hủy arginine thành ornithine. Sau đĩ ornithine tiếp tục bị decarboxylate tạo thành hợp chất putrescine tạo mùi vị xấu cho sản phẩm.
Bảo quản cá trong điều kiện yếm khí một thời gian dài, kết quả vi khuẩn phân hủy các acid amin tạo sản phẩm NH3. Lồi vi khuẩn hoạt động trong điều kiện kỵ khí bắt buộc là Fusobacterium. Sự phát triển của chúng chỉ xảy ra ở cá ươn hỏng.