3.2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH
3.2.1. Chần da heo 3.2.1.1. Mục đích: Chế biến 3.2.1.1. Mục đích: Chế biến Thịt heo Chặt thịt Xay thô Xay nhuyễn Nhào trộn Nhồi định lượng Bao gói Lên men Da heo Chần Tách mỡ Cắt sợi Chủng khởi động Tái hydrate Tiêu, ớt, tỏi Đường, muối, tỏi, bột ngọt Phụ gia
22
Mục đích của quá trình này là do da heo không có khả năng chín sinh hóa, mà thịt lên men là một loại sản phẩm khi ăn có thể sử dụng trực tiếp mà không qua quá trình chế biến nhiệt nên không làm chín da heo thì sẽ không ăn được. Ngoài ra việc chần da heo còn giúp cho da heo trở nên giòn hơn, dai hơn, tạo giá trị cảm quan tốt hơn cho sản phẩm. Bên cạnh đó việc làm chín da heo còn giúp cho quá trình làm sạch lông còn dính trên da heo được tiến hành dễ dàng hơn.
3.2.1.2. Các biến đổi
Hóa học: nhiệt độ cao làm biến tính collagen. Collagen trong da khi đun nóng chuyển thành gelatin là chất đông keo giúp định hình sản phẩm ,tăng giá trị cảm quan.
Hóa sinh và vi sinh: ức chế hoạt động của vi sinh vật.
3.2.1.3. Thiết bị
Ở đây ta sử dụng thiết bị gia nhiệt vỏ áo, dùng hơi để gia nhiệt. Da được đặt trên khay lưới nhúng vào trong nước nóng. Chú ý tránh để da chín quá sẽ gây nhớt làm khó khăn cho quá trình thái nhỏ, dễ bị mềm làm mất độ giòn cho sản phẩm sau này và giảm thời gian bảo quản.
Sau đó ta nhấc khay lưới lên, nhúng nhanh vào nước lạnh để làm nguội.
Thông số công nghệ:
Nhiệt độ: 70-80oC Thời gian: 10-15 phút
23
3.2.2. Tách mỡ
3.2.2.1. Mục đích: hoàn thiện bảo quản.
Hoàn thiện: tạo cấu trúc gel protein đồng nhất Bảo quản: hạn chế quá trình oxy hóa lipid.
3.2.2.2. Các biến đổi
Vật lý: khối lượng da heo giảm.
3.2.2.3. Thiết bị
Quá trình này được thực hiện thủ công. Người công nhân dùng dao nhỏ, bén để lọc phần mỡ thừa, vì đây là công đoạn nhỏ, cần chính xác để ít lãng phí, tận dụng tốt nguyên liệu.
3.2.3. Cắt sợi
3.2.3.1. Mục đích: Chuẩn bị
Làm nhỏ miếng da heo để dễ phối trộn đều trong khối thịt, tạo độ đồng đều cho sản phẩm. Ngoài ra cắt nhỏ còn giúp cho quá trình thủy phân protein tạo cơ chất cho vi sinh vật sử dụng và tạo hương vị cho sản phẩm diễn ra dễ dàng hơn.
3.2.3.2. Các biến đổi
Vật lý: kích thước da heo giảm.
3.2.3.3. Thiết bị
Da heo sau khi làm nguội được cho vào thiết bị cắt da Tabletop Cutter cắt thành từng miếng có kích thước dài 40mm dày 1-2 mm, sợi da heo sẽ tạo nên độ dòn và dai đặc trưng của sản phẩm. Khi lên men không nên cắt quá nhỏ sản phẩm sẽ bị vụn hoặc quá to sẽ gây khó khăn cho quá trình bao gói làm mất tính cảm quan.
24
Hình 3.3. Máy cắt da
Thông số công nghệ
Kích thước da heo sau khi cắt: dài 40 mm; dày 1-2 mm.
3.2.4 Chặt thịt
3.2.4.1. Mục đích: Chuẩn bị 3.2.4.2. Các biến đổi
Vật lý:
Cắt đứt mô liên kết, làm giảm kích thước khối thịt
Tăng nhiệt độ khối thịt do ma sát giữa vật liệu và dao cắt
Hóa lý:
Làm thương tổn các cấu trúc tế bào dẫn đến khả năng giữ nước giảm.
Hiện tượng chảy dịch xảy ra dẫn đến tổn thất một số các hợp chất như: vitamin, khoáng, acid amine…
3.2.4.3. Thiết bị
Nguyên liệu được đưa vào bàn đẩy, bàn đẩy sẽ đẩy thịt đến vùng cắt. Khi đi hết hành trình, nó sẽ tự lùi về. Khi bàn đẩy lùi về đến đầu hành trình thì sẽ tự động đẩy thịt đến vùng cắt, cứ như vậy cho đến khi cắt hết khối thịt. Thịt được cắt bởi 5 lưỡi dao được gắn trên 10 đĩa đồng trục. Khi trục quay, các lưỡi dao chuyển động, tác dụng lực cắt lên khối thịt, cắt khối thịt thành nhiều miếng nhỏ.
25
Thiết bị: Sự dụng thiết bị chặt thịt starcutter
Hình 3.4. Thiết bị cắt starcutter
Thông số công nghệ:
– Nhiệt độ phòng khi chặt: 15 oC.
– Kích thước khối thịt sau khi chặt: 14 - 22 mm.
3.2.5. Xay thô
3.2.5.1. Mục đích: Chuẩn bị 3.2.5.2. Các biến đổi
Vật lý:
Cắt đứt mô liên kết, làm giảm kích thước khối thịt
Tăng nhiệt độ khối thịt do ma sát giữa vật liệu và dao cắt,
Hóa lý: có sự thất thoát nước và chất dinh dưỡng trong mô thịt. 3.2.5.3. Thiết bị
Thịt sau khi được xử lý sẽ được đưa vào chảo nhập liệu của máy mincer, tại đây thịt sẽ được hệ thống trục vít đẩy đi đến lưỡi dao cắt gắn đồng trục với trục vít và sẽ được cắt nhỏ.
26
Hình 3.5. Máy xay thô mincer
Đây là dạng máy đùn trục vít, có cấu tạo gồm nắp đậy chứa thịt hay mỡ để băm, một đường xoắn ốc gọi là vit tải chuyển thịt đến bộ phận dao cắt. Phía trước dao cuối cùng có một vòng trên đó có một vòng nối có tác dụng cắt đứt thịt nhanh.
Thông số công nghệ
- Đường kính sau khi xay: 3-5mm.
3.2.6. Xay nhuyễn 3.2.6.1 Mục đích
Hoàn thiện: Tạo nên một hỗn hợp đồng nhất của tất cả các thành phần có trong nem như: thịt, da, gia vị, phụ gia, …
Chuẩn bị: Tạo ra các hạt có cùng kích cỡ, phân tán đều các gia vị cũng như các phụ gia. Hỗ trợ cho quá trình định lượng, nhồi.
3.2.6.2 Các biến đổi
- Vật lí
Thay đổi kích thước và khối lượng riêng của hỗn hợp: Có sự khuếch tán phụ gia, gia vị vào thịt và có sự khuếch tán nước từ trong thịt ra ngoài
Nhiệt độ của khối nguyên liệu tăng. - Hóa lý
27
Trạng thái của khối thịt bị biến đổi, chuyển thành dạng paste.
Các phần tử trong hỗn hợp có điều kiện tiếp xúc với nhau nhiều hơn, làm tăng liên kết, tạo độ đồng nhất cao cho sản phẩm.
3.2.6.3 Thiết bị
Thiết bị: sử dụng máy xay nhuyễn cutter.
Hình 3.6. Máy cutter
– Các nguyên liệu được cho vào máy để thực hiện quá trình xay nhuyễn tạo hệ đồng nhất.
– Thứ tự nguyên liệu vào máy cutter Thịt heo
Nitrate (0.002%), muối (2%), bột ngọt (1%) Chất chống oxy hóa (0.005%)
Đường (30%).
Thông số công nghệ
Kích thước hỗn hợp trước khi xay nhuyễn : Þ = 3 – 5 mm. Kích thước hỗn hợp sau khi xay nhuyễn : Þ = 0.2 – 0.5 mm.
28
3.2.7.1 Mục đích: chuẩn bị
Chủng khởi động là chế phẩm dạng đông khô để cấy trực tiếp tuy nhiên cần phải huyền phù hóa chế phẩm trong nước vô trùng trước khi cấy vào hỗn hợp thịt.
3.2.7.2 Các biến đổi: không đáng kể 3.2.7.3 Thiết bị
Quá trình này được thực hiện trong thiết bị hình trụ đứng. Chế phẩm được cho vào nước vô trùng ở nhiệt độ 20oC. Chế phẩm phải được cho vào hỗn hợp thịt sau khi đã phối trộn gia vị, phụ gia và phải cho vào trong vòng 45 phút sau khi hòa vào nước.
Thông số công nghệ
- Nhiệt độ nước: 20oC - Tỉ lệ nước - giống: 40:1
3.2.8 Phối trộn 3.2.8.1 Mục đích
- Hoàn thiện: Bổ sung thêm da cắt sợi,gia vị tạo mùi đặc trưng và ổn định cấu trúc sản phẩm
- Chuẩn bị: Bổ sung giống, chuẩn bị cho qúa trình lên men
3.2.8.2 Các biến đổi
- Vật lý: Nhiệt độ khối thịt tăng.
- Hóa học: Các phần tử của các cấu tử trong hỗn hợp có điều kiện tiếp xúc với nhau nhiều hơn, làm tăng liên kết hóa học, tạo độ đồng nhất cao cho sản phẩm.
29
Hình 3.7. Máy trộn
Hỗn hợp thịt, da heo, tỏi, tiêu hạt, ớt và giống được cho vào từ trên đỉnh. Thịt và da được phối trộn theo tỉ lệ: 70:30. Thiết bị trộn bằng hệ thống các cánh khuấy thiết kế đặc biệt như hình (1), (2), (3), giúp quá trình trộn đều các thành phần, hỗn hợp sau trộn tương đối đồng nhất.
Thông số công nghệ
v = 110 rpm
3.2.9 Nhồi định lượng 3.2.9.1 Mục đích
- Hoàn thiện: cho sản phẩm có hình dạng, kích thước ổn định.
- Bảo quản: Quá trình nhồi (chân không) cộng với việc vô bao bì còn có tác dụng hạn chế sự xâm nhập của oxy và các loại vi sinh vật gây hại cho sản phẩm
3.2.9.2 Các biến đổi
- Vật lý: tạo hình dạng cố định, bề mặt căng đều, tăng giá trị cảm quan.
30
3.2.9.3. Thiết bị
Hỗp hợp thịt sau khi xay nhuyễn sẽ được chuyển qua máy nhồi. Tại đây, hỗn hợp sẽ được cho qua một hệ thống đường ống và được vô bao bì. Quá trình vô bao bì tạo môi trường kín, yếm khí cho hoạt động lên men của vi khuẩn sau này. Toàn bộ quá trình được thực hiện ở chế độ chân không nhằm hạn chế tối đa sự nhiễm khuẩn cho sản phẩm.
Thiết bị: Máy nhồi thịt chân không
Hình 3.8. Máy nhồi thịt chân không
Thông số công nghệ Áp suất p = 0.2 – 0.3 at. Vật liệu làm bao bì: - Có khả năng đề kháng cơ học. - Sử dụng bao bì PE để nhồi. 3.2.10 Bao gói 3.2.10.1 Mục đích: hoàn thiện sản phẩm
Từng cây nem sẽ được bao gói với qui cách trình bày hấp dẫn, nâng cao giá trị sử dụng của sản phẩm. Sử dụng bao bì PE để bao gói. Việc bao gói sản phẩm tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân phối sản phẩm đến tay người tiêu dùng.
31
3.2.10.3 Thiết bị: Quá trình bao gói được thực hiện thủ công. 3.2.11 Lên men
3.2.11.1 Mục đích: chế biến
Đây chính là công đoạn chính tạo nên hương vị đặc trưng của sản phẩm nem chua. Nem chua là sản phẩm của quá trình lên men thịt và quá trình lên men thịt chính là kết quả của quá trình lên men lactic bởi sự hoạt động của vi khuẩn lactic có sẵn trong không khí, trên bề mặt của các dụng cụ chế biến, của vật liệu làm bao bì và nguyên liệu được sử dụng để lên men lactic chính là đường.
3.2.11.2 Biến đổi Hóa sinh:
Quá trình sản xuất nem chua là một quá trình sinh hoá phức tạp, trong đó đường dưới tác dụng của vi khuẩn lactic chuyển hoá dần thành acid lactic, giảm pH của thịt, ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây thối rữa. Protein thịt dưới tác dụng của enzyme protease sẽ bị cắt thành các phân tử polypeptide và acid aminee vừa làm cho thịt có mùi vị thơm ngon hơn, dễ tiêu hoá.
Quá trình lên men lactic:
Lên men lactic là một quá trình sinh hoá phổ biến trong thiên nhiên, đó là quá trình chuyển hoá vật chất glucide thành acid lactic nhờ hoạt động sống trực tiếp của hệ vi sinh vật lactic.
C6H12O6 2CH3 – CHOH – COOH
Năng lượng tạo ra được dùng cho các quá trình sinh hoá cần thiết trong điều kiện yếm khí. Có 2 kiểu lên men lactic: lên men lactic đồng hình và lên men lactic dị hình.
32
Hình 3.9. Sơ đồ chuyển hóa quá trình lên men
Lên men lactic đồng hình:
Sự chuyển hoá đường thành acid lactic đi theo chu trình Embden – Mayerhoff, lên men rượu đến giai đoạn tạo thành acid pyruvic. Acid này được khử 2 nguyên tử H nhờ hoạt động của enzyme lacticodehydrogenase để trở thành acid lactic (chiếm tới 90%). Kiểu lên men này rất có ý nghĩa về mặt công nghiệp.
33
CH3 – CO – COOH + 2H LacticodehydrogenaseCH3 – CHOH – COOH
Tùy thuộc vào tính đặc hiệu quang học của enzyme lacaticodehydrogenase và sự có mặt của lactataxemase mà loại acid lactic dạng nào được tạo ra (D hay L).
Lên men lactic dị hình:
Quá trình diễn ra phức tạp hơn, sản phẩm tạo thành ngoài acid lactic còn có một lượng lớn các sản phẩm phụ khác như aldehyde, keton, rượu ethylic, CO2, một số chất thơm như diacetyl ester.
Số lượng sản phẩm phụ này phụ thuộc vào giống vi sinh vật, môi trường dinh dưỡng cũng như điều kiện ngoại cảnh. Nói chung acid lactic chiếm khoảng 40% lượng đường đã phân huỷ, acid succinic gần 20%, rượu ethylic 10% và các khí khoảng 20%. Đôi khi lượng khí tạo ra ít hơn, thay vào đó là acid formic.
Trong quá trình lên men lactic dị hình, glucose được chuyển hóa theo chu trình Embden – Mayerhoff, còn hydro tách ra khi dehydro hóa triosephosphate được chuyển đến pyruvat. Vì trong nguyên sinh chất của vi khuẩn lên men lactic dị hình không có enzyme carboxylase cho nên acid pyruvic không phân hủy nữa mà tiếp tục khử thành acid lactic theo sơ đồ chuyển hóa dưới đây.
Acid lactic được tạo thành từ acid pyruvic do sự tiếp nhận trực tiếp hydrogen từ dehydrase theo phương trình:
Ethanol và acid acetic tạo thành nhờ men aldehydrase từ acetaldehyde theo phương trình:
34
Việc sinh ra các khí liên quan đến điều kiện yếm khí, tỉ lệ các hợp chất phụ sinh ra phụ thuộc vào môi trường dinh dưỡng và loại vi khuẩn lactic.
Quá trình lên men lactic cần có sự lên men đồng thời giữa lên men đồng hình và dị hình, vì quá trình lên men lactic dị hình tạo ra các sản phẩm là các cấu tử hương tạo mùi thơm cho sản phẩm.
Acid lactic tạo thành tích tụ trong sản phẩm có tác dụng kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật có hại, nhất là vi sinh vật gây thối rữa. Do đó làm tăng thời gian bảo quản sản phẩm. Mặt khác, các vi khuẩn lactic trong quá trình lên men còn có khả năng tổng hợp vitamine B1, làm tăng thêm giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm.
Quá trình lên men lactic trong nem chua được chia làm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Bắt đầu có sự hoạt động của vi khuẩn lactic và một vài vi sinh vật
khác có sẵn trong nguyên liệu đầu, khả năng sinh tổng hợp acid lactic kém.
Giai đoạn 2: Vi khuẩn lactic phát triển mạnh mẽ và acid lactic được tạo ra nhiều
làm giảm pH của khối nguyên liệu xuống thấp, từ đó có khả năng ức chế sự hoạt động của các loài vi sinh vật khác. Đây là giai đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất nem chua, vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng cũng như giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.
Giai đoạn 3: Do acid lactic tích tụ nhiều, làm pH giảm mạnh, từ đó dẫn đến sự
ức chế ngay cả đối với vi khuẩn lactic.
Trong công nghiệp, nem sau quá trình lên men khoảng 3 ngày se được đưa vào kho bảo quản mát lạnh ờ 3 - 4o C nhằm dừng lại ở giai đoạn 2, không cho chuyển sang giai đoạn 3 trong quá trình bảo quản và tiêu thụ.
Sự sản sinh những chất ức chế:
Từ lâu người ta nhận ra rằng vi khuẩn lactic có khả năng sinh ra, trong quá trình phát triền, những chất có tính kháng khuẩn như: các acid hữu cơ, hydro peroxide... Nhờ khả năng đó, vi khuẩn lactic làm tăng chất lượng an toàn vệ sinh cho sản phẩm thịt lên men.
35
Sự tích tụ acid trong quá trình lên men có thể ngăn chặn, thậm chí tiêu diệt một số vi sinh vật gây ngộ độc và gây hư hỏng. Dưới dạng hòa tan, acid lactic và acid acetic khuếch tán thụ động qua màng tế bào những vi khuẩn này, làm rối loạn những chúc năng sinh học của chúng. Về mặt cảm quan, một lượng vừa phải acid acetic trong sản phẩm không làm thay đổi đáng kể chất lượng của sản phẩm. Tuy nhiên, khả năng kháng khuẩn của acid acetic, ở cùng độ pH, mạnh hơn acid lactic. Sự nhạy cảm với những acid này của vi khuẩn thay đổi tùy loài và tùy thuộc vào những yếu tố khác như: hoạt độ nước, sự có mặt các chất hòa tan khác.
Nhiều nghiên cứu đã tìm hiểu về khả năng kháng khuẩn của bacteriocin, một chất sinh ra bởi vi khuẩn lactic. Khả năng kháng khuẩn của chúng sẽ được nói kỹ hơn ở phần sau.
Sự acid hóa
Trong lên men lactic, vi khuẩn lactic có nhiệm vụ sinh ra acid lactic từ nguồn