4. Bố trí thí nghiệm thử nghiệm thời gian bảo quản sản phẩm
3.3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THỜI GIAN LÊN MEN
Thời gian lên men là một yếu tố quan trọng quyết định đến chất lƣợng sản phẩm. Nếu thời gian lên men chƣa đủ sản phẩm sẽ không đạt yêu cầu về mùi vị, màu sắc đặc trƣng của sản phẩm. Vì vậy, cần phải nghiên cứu xác định thời gian lên men tối ƣu. Kết quả thực nghiệm thu đƣợc từ việc nghiên cứu xác định thời gian lên men đƣợc thể hiện ở (phụ lục 3) và (hình 3.3a. và 3.3.b).
Từ kết quả đánh giá cảm quan trên có thể rút ra một số nhận xét nhƣ sau:
Về điểm chất lƣợng sản phẩm: Tăng chậm từ mẫu 1 đến mẫu 4 và đạt cao nhất ở mẫu số 4 với thời gian lên men là 45 ngày và giảm ở mẫu 5 với thời gian lên men là 50 ngày.
Về mùi: Mùi sản phẩm tăng từ mẫu 1 đến mẫu 5 và tăng mạnh nhất ở mẫu số 4 và 5 tƣơng ứng với thời gian lên men là 45 và 50 ngày.
Điều này chứng tỏ: Khi thời gian lên men càng dài thì sự hoạt động của vi khuẩn gây hƣơng càng mạnh và càng hình thành nên mùi hƣơng đặc trƣng của sản phẩm. Tuy nhiên, muốn tận dụng đƣợc tối đa khả năng có lợi của chúng ta phải tạo điều kiện thích hợp cho chúng hoạt động. Những vi khuẩn này thƣờng hoạt động tốt
trong môi trƣờng yếm khí nên trong quá trình chế biến cần giữ khối chƣợp trong điều kiện yếm khí hoàn toàn nhất là thời điểm gần kết thúc quá trình lên men.
0 5 10 15 20 25 30 ngày 35 ngày 40 ngày 45 ngày 50 ngày
Thời gian lên men Điểm cảm quan Vị Mùi Trạng thái Màu sắc Điểm chất lƣợng
Hình 3.3.a. Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng cảm quan của sản phẩm.
Về vị: Hình thành rõ rệt hơn cụ thể là vị của sản phẩm tăng dần từ mẫu 1 đến mẫu 4 và đạt mạnh nhất là ở mẫu 3 và 4 tƣơng ứng với thời gian lên men là 40-45 ngày và giảm ở mẫu 5 tƣơng ứng với thời gian lên men là 50 ngày. Về màu sắc: Màu sắc của sản phẩm bắt đầu hình thành rõ rệt hơn (từ màu
vàng đến màu vàng nâu đặc trƣng) nhờ có sự tham gia của thính gạo kết hợp với màu sắc đặc trƣng của sản phẩm khi chín sinh học.
Về trạng thái: Bắt đầu hình thành rõ ràng hơn nhờ sự tham gia của lƣợng nƣớc đƣợc bổ sung kết hợp lƣợng đạm hòa tan đƣợc trích ly ra từ nguyên liệu sau khi chín tạo nên trạng thái đặc trƣng (dạng hơi sệt) của sản phẩm nƣớc mắm cua đồng. Vì đƣợc bổ sung từ lƣợng nƣớc cố định vừa tìm đƣợc ở bố trí thí nghiệm trƣớc nên trạng thái ở mức dao động không đáng kể và luôn ở trạng thái hơi sệt, dao động này có thể bị ảnh hƣởng bởi một phần lƣợng nƣớc có sẵn trong nguyên liệu cua đồng.
Thời gian lên men không những ảnh hƣởng đến trạng thái mùi vị mà còn ảnh hƣởng đến hoạt lực của enzyme cũng nhƣ các vi sinh vật hoạt động sinh hƣơng, đồng thời để sản phẩm đạt đƣợc chất lƣợng tốt nhất còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nhƣ: tỷ lệ thính, nƣớc bổ sung nên ta cần đánh giá các chỉ tiêu hóa học để mới có thể chọn ra thời gian lên men tối ƣu nhất.
0 2 4 6 8 10 12 14
30 ngày 35 ngày 40 ngày 45 ngày 50 ngày Thời gian lên men Hàm lƣợng
(N/lít)
Đạm tổng số Đạm axit amin Đạm thối
Hình 3.3.b. Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian lên men đến các chỉ tiêu hóa học.
Từ kết quả phân tích hóa học trên có thể rút ra một số nhận xét nhƣ sau:
- Hàm lƣợng đạm tổng số tăng dần theo thời gian lên men và tăng nhanh ở các mẫu 2 (Nts: 11.48 gN/lít), 3 (Nts: 12.3 gN/lít) tƣơng ứng với thời gian lên men là 35-40 ngày, tăng chậm ở mẫu 4 (Nts: 12.41gN/lít) và tăng không đáng kể ở mẫu số 5 với Nts (Nts: 12.45gN/lít).
- Hàm lƣợng đạm axit amin tăng khi thời gian càng lên men càng dài cụ thể: Tăng từ mẫu 1 (Naa: 4.01 gN/lít) đến mẫu 4 nhƣng tăng mạnh nhất ở mẫu 4 (Naa: 5.06 gN/lít) ứng với thời gian lên men là 45 ngày và giảm ở mẫu 5 (Naa: 4.86 gN/lít) tƣơng ứng với thời gian lên men là 50 ngày.
- Hàm lƣợng đạm thối càng tăng khi thời gian lên men càng dài cụ thể: Lƣợng đạm thối tăng từ mẫu 1 (NNH3: 0.46 gN/lít) đến mẫu 5 tƣơng ứng với thời gian lên men từ 30-50 ngày và tăng nhanh ở mẫu 4 với (NNH3: 0.79 gN/lít) và cao nhất ở mẫu 5 với (NNH3: 0.81 gN/lít).
Thảo luận: [9, 11]
Nitơ tổng số (NTS) của dịch chƣợp là tổng cộng của nhiều thành phần nitơ của các chất khác nhau nhƣ: Nitơ axit amin (Na.a), nitơ amoniac (NNH3), nitơ peptid
(Npep) và nitơ của các chất hòa tan khác (NK). Do đó, nitơ tổng số của dịch chƣợp
đƣợc biểu hiện tổng quát theo phƣơng trình:
NTS = Na.a + NNH3 + Npep + NK
Trong đó hàm lƣợng đạm axit amin sẽ quyết định đến chất lƣợng sản phẩm. Theo thời gian chế biến thì đạm tổng số, đạm axit amin, đạm thối biến đổi theo từng quy luật tự nhiên đặc trƣng của mỗi loại đạm. Thời gian đầu hàm lƣợng các đạm tăng nhanh nhƣng sau đó tăng không đáng kể và thậm chí còn giảm.
Đạm axit amin đƣợc hình thành nhờ quá trình thủy phân protein có trong thịt cua dƣới tác động của hệ enzyme proteaza có trong nội tạng cua và nguyên liệu phụ bổ sung. Hệ enzyme proteaza tác dụng lên mối liên kết peptid để thủy phân mối liên kết này cho polypeptit, peptit hình thành đạm hoà tan tăng lên rõ rệt và tốc độ phân giải tƣơng đối nhanh.
H2O
-CO – NH- -COOH – H2N- Proteaza
Sự tham gia của enzyme trong quá trình thủy phân thịt cua đƣợc thực hiện theo cơ chế xúc tác nhƣ sau:
E + S ES E + P
Ở đây, E là enzyme, S là cơ chất, trong quá trình chế biến nƣớc mắm thì S chủ yếu là protein, ES là phức hợp trung gian giữa enzyme và cơ chất, P là sản phẩm trong nƣớc mắm thì chủ yếu là axit amin và các peptit cấp thấp.
Biến đổi riêng biệt của các axit amin cũng rất phức tạp trong quá trình lên men. Các axit amin đƣợc tạo thành nhờ quá trình thủy phân protein dƣới tác dụng xúc tác của enzyme proteaza làm cho protein trong thịt cua bị phân giải thành các hợp phần đơn giản hơn đó là peptone, polypeptide, peptid và cuối cùng hình thành các axit amin, các thành phần này sẽ hòa tan vào dịch chƣợp và là chất dinh dƣỡng quan trọng hình thành nên mùi vị đặc trƣng của nƣớc mắm cua đồng. Các hợp phần này có thể đƣợc tế bào VSV hấp thụ và ở trong tế bào VSV các peptone, polypeptide, peptid tiếp tục đƣợc chuyển hóa để thành các axit amin. Các axit amin này sẽ đƣợc VSV sử dụng một phần vào quá trình sinh tổng hợp protein, một phần axit amin bị biến đổi bởi các quá trình sinh hóa, vi sinh vật để tạo nên các sản phẩm tham gia vào cấu thành nên màu sắc, mùi vị của sản phẩm nƣớc mắm cua đồng. Đồng thời một phần còn bị thủy phân tạo amoniac do tác động của vi sinh vật gây thối chịu muối, các hƣớng biến đổi của axit amin có thể khái quát theo sơ đồ sau:
Thủy phân Chủ yếu Protein trong thịt cua
hòa tan tồn tại
Axit amin trong chƣợp
Axit amin trong nƣớc mắm
Cơ chất Cơ chất NH3 tạo mùi tạo màu
Lƣợng axit amin tạo ra càng nhiều thì chất lƣợng sản phẩm càng tốt, sản phẩm càng có vị ngọt đậm có hậu vị nhiều. Điều này giải thích tại sao mẫu 4 (thời gian lên men 45 ngày) có vị ngọt đậm nhất. Tuy nhiên, vị của sản phẩm còn ảnh hƣởng bởi lƣợng muối có trong sản phẩm. Những mẫu có vị ngọt đạm ít do vị mặn lấn át làm cho sản phẩm ít có hậu vị đặc trƣng và thể hiện rõ ở các mẫu 1, 2, 3.
Còn lƣợng đạm thối thì luôn tồn tại trong nƣớc mắm nhƣng tồn tại ít hay nhiều còn phụ thuộc rất nhiều yếu tố. Nếu hàm lƣợng này cao sẽ gây độc cho sản phẩm vì ngay từ đầu trong khối nguyên liệu đã tồn tại một lƣợng amoniac nhất định, theo thời gian lƣợng amoniac biến đổi do các axit amin, các peptid và các chất có đạm khác bị thủy phân bởi vi sinh vật gây thối thành amoniac theo một số con đƣờng sau: [16]
+ Con đƣờng thủy phân: H2O
R – CH – COOH NH3 + CO2 + R – CH2OH NH2
+ Con đƣờng oxy hóa: [O] R – CH – COOH NH3 + CO2 + R – CHO NH2 Hoặc: R – CH – COOH + O2 NH3 + CO2 + R – COOH NH2 + Con đƣờng khử: + 2H R – CH – COOH NH3 + CO2 + R – CH2 NH2
+ Chỉ khử nhóm NH2, không khử COOH (mất trực tiếp NH3) R – CH2 – CH – COOH NH3 + R – CH=CH – COOH NH2 NH3
Trong đó, một phần lƣợng amoniac bị mất đi trong quá trình chế biến do đánh khuấy và một phần làm nguyên liệu cho các vi sinh vật tổng hợp đồng thời vi sinh vật cũng bị khống chế bởi hàm lƣợng muối cao sử dụng trong quá trình chế biến làm ức chế hoạt động của chúng nên hàm lƣợng đạm thối sinh ra trong quá trình chế biến là rất ít.
Còn các axit amin tạo ra sẽ tham gia vào các phản ứng tạo màu sắc đặc trƣng cho sản phẩm nhƣ phản ứng melanoidin, thời gian lên men kéo dài sẽ tạo điều kiện cho các phản ứng sinh hóa nhƣ phản ứng melanoidin (phản ứng giữa axit amin và đƣờng) diễn ra tạo màu nâu kết hợp với màu vàng của thính gạo tạo ra màu đặc trƣng của sản phẩm. Tuy nhiên, phản ứng melanoidin xảy ra trong quá trình chế biến là không mạnh vì khối chƣợp mắm cua chỉ đƣợc tiếp nhiệt tự nhiên nhƣng một phần nào đó cũng xảy ra góp phần tạo màu sắc đặc trƣng cho sản phẩm và tạo mùi thơm dễ chịu nhờ sự hình thành của một hợp số mang mùi nhƣ: aldehyt, aceton, diacetyl…
Khi màu sắc của sản phẩm càng đƣợc hình thành đồng nghĩa với việc một số axit amin bị giảm đi vì chúng tham gia vào các phản ứng tạo màu đặc biệt là bị phân hủy tạo thành các sản phẩm cấp thấp (chủ yếu là NH3) nên hàm lƣợng axit amin bị giảm và thể hiện rõ rệt ở mẫu số 5 tƣơng ứng với thời gian lên men 50 ngày.
Thời gian những ngày đầu, lƣợng cơ chất nhiều dƣới tác động của nhiệt độ cao do phơi nắng tạo điều kiện thúc đẩy enzyme hoạt động nên tốc độ phản ứng diễn ra rất nhanh. Vì vậy, hàm lƣợng axit amin tạo ra càng nhiều và tăng nhanh theo thời gian. Cũng thời gian đầu này, muối mới hòa tan và mới ngấm vào khối nguyên liệu nên chƣa ức chế mạnh vi sinh vật gây thối nên lƣợng đạm thối sinh ra và cũng tăng theo thời gian lên men. Nhƣng càng về sau khi lƣợng muối đƣợc hòa tan hết, nồng độ muối cao, tốc độ thủy phân của enzyme diễn ra chậm, hàm lƣợng đạm axit amin, đạm thối tăng chậm. Sau khi đã đủ thời gian để các enzyme thủy phân hết, sản phẩm đạt yêu cầu cả về mùi vị thì lƣợng đạm tăng rất chậm thậm chí không tăng. Một phần Naa, NNH3 và các nitơ khác bị tổn thất do các vi sinh vật gây hƣơng sử dụng tổng hợp tạo nên các chất mang mùi và dễ thấy nhất là lƣợng đạm axit amin
giảm ở mẫu số 5 đồng thời lƣợng đạm thối tăng không nhiều nhƣng mùi của sản phẩm lại đạt rất cao.
Các vi sinh vật gây hƣơng có khả năng tổng hợp nên các chất mang mùi gồm cả vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí nhƣng chủ yếu là các vi sinh vật kỵ khí, những vi sinh vật gây hƣơng yếm khí, bản thân chúng không ƣa muối, ở nồng độ muối cao chúng bị ức chế, không phát triển đƣợc nhƣng chúng có đặc điểm thích nghi dần với nồng độ muối cao. Điều này giải thích tại sao thời gian đầu chƣa xuất hiện mùi đặc trƣng của sản phẩm là do vi khẩn gây hƣơng chƣa thích nghi dần với nồng độ muối cao đồng thời trong môi trƣờng lƣợng cơ chất cần thiết cho quá trình lên men sinh hƣơng trong nƣớc mắm của các vi khuẩn là chƣa đủ.
Theo thời gian chế biến, vi khuẩn có hoạt tính lên men gây hƣơng dần dẫn đã thích nghi với môi trƣờng nồng độ muối cao đồng thời các cơ chất cần thiết cho quá trình lên men gây hƣơng đã đủ. Khoảng từ ngày 35 sản phẩm đã xuất hiện mùi đặc trƣng của nƣớc mắm cua. Điều này cũng thể hiện rõ trên đồ thị từ ngày 35 đến ngày 50 mùi của sản phẩm tăng dần và đạt đƣợc mùi cao nhất là ở thời điểm 50 ngày.
Như vậy: Dựa vào điểm chất lượng cảm quan của sản phẩm và kết quả thu được từ các chỉ tiêu hóa học thì mẫu số 4 là đạt yêu cầu về mùi, vị như mong muốn và cho hàm lượng đạm axit amin là cao nhất, lượng đạm thối sinh ra không nhiều nên với thời gian lên men là 45 ngày được chọn làm thời gian lên men tối ưu hay cũng chính là thời gian chế biến của sản phẩm.