2.1.1 Cá Đù
Cá Đù bạc tên khoa học: Pennahia argentata
Tên tiếng anh: Silver croaker
Hình 2.1 Cá Đù bạc
Nguyên liệu cá được chọn để sản xuất nước mắm là cá Đù bạc được thu mua từ cảng Vĩnh Lương, Lương Sơn, thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa. Cá tươi được lựa chọn theo tiêu chuẩn TCVN 3250-88. Cá có kích thước trung bình 11*3*1.5 cm, khối lượng trung bình mỗi con 70g, có màu sáng bạc, vẩy bám chắc vào thân cá, mang cá có màu đỏ tươi, mắt cá lồi và trong, cơ thịt cá đàn hồi săn chắc.
Nguyên liệu được thu mua từ cảng sau đó ướp đá lạnh trong thùng xốp và vận chuyển bằng xe máy về phòng thí nghiệm. Cá nguyên liệu sau khi đem về phòng thí nghiệm được rửa sạch hết các tạp chất như bùn đất, cát, sạn…, để ráo nước sau đó xay nhỏ cân định lượng 500g cho vào túi PE sau đó cấp đông trong tủ đông của phòng thí nghiệm ở nhiệt độ -180C.
2.1.2 Muối.
Muối sử dụng là muối ăn, là chất kết tinh, hình khối lập phương màu trắng, không mùi, vị mặn, tan trong nước, trong glyxerin, ít tan trong cồn. Trọng lượng riêng của muối ăn là: 2,161. Điểm nóng chảy là 80,30C. Điểm sôi là 14390C. Thành phần chủ yếu của muối ăn là NaCl chiếm 90 ÷ 98%. Ngoài ra còn tồn tại một số hợp chất khác. Tạp chất sẽ ảnh hưởng đến tính chất của muối và chất lượng sản phẩm. Nên yêu cầu muối dùng trong thực phẩm phải có màu trắng, ở dạng tinh thể xốp, độ hoà tan cao không có vị chát. Độ ẩm không quá 5%, độ tinh khiết trên 90%, lượng tạp chất không quá 2,5%.
Mục đích sử dụng muối: Muối có tác dụng ức chế hoạt động của vi sinh vật. Vì vậy muối để phòng thối, kéo dài thời gian bảo quản.
Muối hạt nhỏ được mua tại chợ Vĩnh Hải, TP Nha Trang, Khánh Hòa. Muối được lựa chọn phù hợp theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3974-84 về muối dùng trong chế biến nước mắm. Muối có màu trắng trong, không mùi, không có vị lạ, khô ráo, sạch, cỡ hạt 1-5mm.
2.1.3 Enzyme Protamex
Enzyme Protamex có nguồn gốc từ vi sinh vật Bacillus của hãng Novozyme (Đan Mạch) được tổ chức FAO/WHO cho phép sử dụng. Nó được sản xuất để thủy phân protein của thực phẩm. Hiện nay enzyme này đang được sử dụng rộng rãi cả trong nghiên cứu và trong thực tiễn sản xuất. Enzyme Protamex có hoạt độ 1,5 AU/g, hoạt động thích hợp trong khoảng pH = 5,5 – 7,5; Nhiệt độ 350C – 600C. Protamex bị mất hoạt tính trong 10 phút tại 850C hoặc cao hơn khi pH = 8. Tuy nhiên sự khử hoạt tính của Protamex phụ thuộc nhiều vào cơ chất, điều kiện môi trường hoạt động ( nồng độ cơ chất, pH…).
2.1.4 Enzyme Flavourzyme
Enzyme Flavourzyme là chế phẩm enzyme của quá trình lên men chìm của
Aspergillus oryzae. Là một phức hợp gồm endo- protease, amino- petidase, cacboxyl- petidase. Điều kiện hoạt động tối ưu là: pH là 5,0- 7,0. Nhiệt độ từ 40- 650C. Enzyme này có thể bị bất hoạt ở 850C trong vòng 5 phút hoặc 1200C trong 5 giây. Dạng vật lý của chế phẩm enzyme dạng bột, màu nâu. Đây là sản phẩm
enzyme được FAO/ WHO công bố đạt tiêu chuẩn dùng cho thực phẩm, sản phẩm công bố chất lượng với BYTVN số 16536/2005 YT-CNTC.
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Xác định thành phần hóa học của cá Đù
Sơ đồ tiến hành thí nghiệm xác định thành phần hóa học của cá Đù
Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thành phần hóa học của nguyên liệu.
Tiến hành
Cá Đù được xay nhỏ đem đi xác định nước, protein, lipid và khoáng. Xay nhỏ
Xác định thành phần hóa học: nước, protein, khoáng, lipid
Kết quả Cá Đù
2.2.2 Quy trình dự kiến sản xuất nước mắm cá Đù
Sơ đồ quy trình dự kiến
Hình 2.3 Sơ đồ quy trình dự kiến
Thuyết minh quy trình dự kiến
- Nguyên liệu cá: Cá Đù bạc được lựa chọn theo tiêu chuẩn cá tươi, có màu sáng bạc, vẩy bám chắc vào thân cá, mang cá có màu đỏ tươi, mắt cá lồi và trong, cơ thịt cá đàn hồi, sau khi vận chuyển về phòng thí nghiệm tiến hành rửa để loại bỏ
Thủy phân bằng enzyme protease thương mại
Bổ sung muối
Lên men trong điều kiện tự nhiên, phơi nắng Cá Đù đã được xay nhỏ đông lạnh Nước mắm Lọc Rã đông
tạp chất như đất cát, sau đó xay nhỏ, cân chính xác 500g cho vào mỗi túi PE sau đó đem cấp đông trong tủ đông ở phòng thí nghiệm, khi tiến hành thí nghiệm cá đã xay nhỏ đông lạnh được đem đi rã đông trong tủ lạnh.
- Thủy phân: Quá trình thủy phân diễn ra trong bể ổn nhiệt để giữ nhiệt độ thủy phân được ổn định. Quá trình thủy phân được thực hiện ở nhiệt độ, thời gian thủy phân, tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu, tỷ lệ nước/ nguyên liệu nhất định.
- Bổ sung muối: Sau khi thủy phân lấy toàn bộ hỗn hợp thủy phân trộn với tỉ lệ muối thích hợp. Lượng muối cho vào sao cho phù hợp để ức chế hoạt động của vi sinh vật gây thối đồng thời không gây ức chế hoạt động của enzyme. Trộn đều hỗn hợp bao gồm hỗn hợp sau khi thủy phân và muối cho đều cho vào các hũ thủy tinh có nắp đậy.
- Lên men: Hỗn hợp cá muối cho vào hũ thủy tinh đậy nắp kín và tiến hành lên men, quá trình lên men tiến hành cho đến khi không còn mùi tanh, nước mắm có màu đẹp và mùi thơm, cá được thủy phân hoàn toàn tạo thành nước mắm.
2.2.3 Bố trí thí nghiệm
2.2.3.1 Bố trí thí nghiệm xác định loại và tỉ lệ enzyme thích hợp
Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định loại và tỷ lệ enzyme
Cá Đù xay nhỏ đã cấp đông (500g)
Rã đông
Thủy phân: Nhiệt độ 450C, pH tự nhiên, thời gian 6h, tỉ lệ nước/nguyên liệu: 1/1, với tỉ lệ các enzyme
Flavourzyme 0.1% Protamex 0.05% Flavourzyme 0.05% Protamex 0.1% Flavourzyme 0.1%
Xác định nitơ tổng số, nitơ acid amin trong dịch thủy phân Protamex 0.1% Đối chứng 0% enzyme Chọn loại và tỷ lệ enzyme thích hợp
Thuyết minh sơ đồ
- Nguyên liệu: Cá Đù được lựa chọn theo tiêu chuẩn cá tươi, sau khi vận chuyển về phòng thí nghiệm tiến hành rửa để loại bỏ tạp chất, sau đó xay nhỏ, cân chính xác 500g cho vào mỗi túi PE sau đó đem cấp đông trong tủ đông ở phòng thí nghiệm để dành cho các thí nghiệm về sau.
- Rã đông: Nguyên liệu được rã đông trong tủ lạnh phòng thí nghiệm cho đến khi rã đông hoàn toàn.
- Thủy phân: Quá trình thủy phân được thực hiện trong bể ổn nhiệt ở nhiệt độ cố định 450C, thời gian 6 giờ, pH tự nhiên của nguyên liệu, tỉ lệ nước/ nguyên liệu=1/1. Cân 500g nguyên liệu cho vào cốc thủy tinh chịu nhiệt, cho thêm 500ml nước cất khuấy đều sau đó bịt kín bằng giấy bạc cho vào bể ổn nhiệt. Khi nhiệt độ trong dịch đạt đến 450C tiến hành cho enzyme vào, khi nhiệt độ đạt mới bắt đầu tính thời gian thủy phân. Bố trí 4 mẫu với loại enzyme khác nhau như sau:
+ Mẫu 1: Không dùng enzyme
+ Mẫu :2 Enzyme Protamex 0.1% (0.5g). + Mẫu 3: Enzyme Flavourzyme 0.1% (0.5g).
+ Mẫu 4: Enzyme Protamex 0.05% (0.25g) + enzyme Flavourzyme 0.05% (0.25g). + Mẫu 5: Enzyme Protamex 0.1% (0.5g) + enzyme Flavourzyme 0.1% (0.5g). Đối với mẫu kết hợp 2 loại enzyme thì sau khi nhiệt độ đạt thì cho enzyme Protamex vào trước sau 1 giờ cho tiếp enzyme Flavourzyme. Trong quá trình thủy phân cứ 10 phút tiến hành khuấy trộn mẫu bằng đũa thủy tinh cho đều để cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh và đều ở mọi điểm.
- Sau khi thủy phân xong xác định hàm lượng nitơ tổng số, nitơ acid amin trong dịch thủy phân: Lọc mẫu bằng giấy lọc sau đó xác định hàm lượng nitơ tổng số, hàm lượng nitơ acid amin, từ đó chọn loại và tỉ lệ enzyme thích hợp.
2.2.3.2 Bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ muối
Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ muối
Hỗn hợp sau khi thủy phân ở nhiệt độ 450C, thời gian 6h, tỉ lệ nước/nguyên liệu:1/1, enzyme Protamex 0.1% +
Flavourzyme 0.1%, pH tự nhiên
30% 35% 40% 45%
Bổ sung muối
Lên men trong điều kiện tự nhiên, phơi nắng
Xác định nitơ tổng số, nitơ acid amin, nitơ NH3
Chọn tỉ lệ muối thích hợp
Đánh giá cảm quan Lọc
Thuyết minh sơ đồ
- Hỗn hợp sau khi thủy phân: Là hỗn hợp thủy phân ở chế độ nhiệt độ 450C, thời gian 6 giờ , tỉ lệ nước /nguyên liệu: 1/1, enzyme Protamex 0.1% + Flavourzyme 0.1%, pH tự nhiên của nguyên liệu.
- Bố sung muối: Hỗn hợp trên được bổ sung muối theo các tỉ lệ khác nhau bao gồm: 30%, 35%, 40%, 45% so với nguyên liệu cá tương ứng 150g, 175g, 200g, 225g muối, trộn đều muối với hỗn hợp sau khi thủy phân cho vào các hũ thủy tinh để lên men.
- Lên men trong điều kiện tự nhiên, phơi nắng: Đo nhiệt độ thường, quá trình lên men được tiến hành trong các hũ thủy tinh có nắp đậy. Thường xuyên phơi nắng đánh đảo, thời gian 60 ngày kể từ ngày thủy phân.
- Xác định hàm lượng nitơ tổng số, nitơ acid amin, nitơ NH3: Lọc lấy mẫu để xác định hàm lượng nitơ tổng số, nitơ acid amin, nitơ NH3.
- Đánh giá cảm quan: Tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu cảm quan như màu sắc, mùi, vị, độ trong nước mắm sau khi lên men bằng phương pháp cho điểm theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79.
- Sau khi xác định hàm lượng nitơ tổng số, nitơ acid amin, nitơ NH3 và kiểm tra các chỉ tiêu cảm quan của nước mắm tiến hành chọn ra tỉ lệ muối thích hợp cho quá trình lên men.
2.2.3.3 Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ lên men
Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ lên men
Hỗn hợp sau khi thủy phân ở nhiệt độ 450C, thời gian 6h, tỉ lệ nước/nguyên liệu:1/1, enzyme Protamex 0.1% + Flavourzyme 0.1%, pH tự nhiên
Bổ sung 35% muối
Xác định nitơ tổng số, nitơ acid amin, nitơ NH3 Chọn nhiệt độ thích hợp Đánh giá cảm quan Nhiệt độ 250C-300C (nhiệt độ thường) Lọc Nhiệt độ 400C- 450C Lên men trong điều kiện :
Thuyết minh sơ đồ
- Hỗn hợp sau khi thủy phân: Là hỗn hợp thủy phân ở chế độ nhiệt độ 450C, thời gian 6 giờ, tỉ lệ nước /nguyên liệu: 1/1, enzyme Protamex 0.1% + Flavourzyme 0.1%, pH tự nhiên của nguyên liệu.
- Bổ sung 35% muối: Cho vào hỗn hợp sau khi thủy phân 35% muối so với nguyên liệu (500g) tương ứng với 175g muối. Khuấy trộn thật đều.
- Lên men: Bố trí lên men ở 2 chế độ khác nhau. Một mẫu lên men ở nhiệt độ thường điều kiện tự nhiên, nhiệt độ ngoài trời 250C- 300C; Một mẫu lên men ở nhiệt độ 400C- 450C, duy trì nhiệt độ đó trong suốt thời gian lên men bằng cách cho các hũ thủy tinh đựng mẫu vào trong thùng xốp kích thước 50cm*35cm*45cm có nắp đậy, dùng bóng đèn dây tóc công suất 40W, dòng điện 220V, thường xuyên kiểm tra nhiệt độ bằng bằng nhiệt kế để điều chỉnh khoảng cách giúp nhiệt độ ổn định. Thời gian lên men là 60 ngày.
- Xác định hàm lượng nitơ tổng số, nitơ acid amin, nitơ NH3: Lọc lấy mẫu xác định hàm lượng nitơ tổng số, nitơ acid amin, nitơ amoniac để có cơ sở chọn nhiệt độ lên men thích hợp.
- Đánh giá cảm quan: Tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu cảm quan như màu sắc, mùi, vị, độ trong của nước mắm sau khi lên men bằng phương pháp cho điểm theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79 để có cơ sở chọn nhiệt độ lên men thích hợp.
2.3 Phương pháp phân tích
- Xác định hàm lượng nước theo phương pháp sấy ở nhiệt độ 1000C- 1050C. - Xác định hàm lượng tro toàn phần bằng phương pháp nung ở nhiệt độ 5500C- 6000C.
- Xác định hàm lượng lipid theo phương pháp Folch.
- Xác định hàm lượng protein thô bằng công thức: Hàm lượng protein = hàm lượng nitơ tổng số * 6.25.
- Xác định hàm lượng nitơ tổng số theo phương pháp Kjeldahl.
- Xác định hàm lượng nitơ NH3 theo phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước. - Xác định hàm lượng nitơ acid amin, Naa = NF – NNH3
- Xác định độ mặn của nước mắm bằng phương pháp chuẩn độ trực tiếp (Mohr). - Xác định hàm lượng acid bằng phương pháp chuẩn độ.
- Đánh giá cảm quan theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79.
2.4 Phương pháp xử lý số liệu
Mỗi thí nghiệm được tiến hành 3 lần, mỗi lần 3 mẫu và kết quả là trung bình cộng của các lần thí nghiệm. Số liệu được xử lý và vẽ trên phần mềm excel.
Chương III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1 Kết quả xác định thành phần hóa học của cá Đù bạc
Tiến hành xác định thành phần hóa học của cá Đù bạc, kết quả được thể hiện ở bảng 3.1
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của cá Đù bạc
Nước (%) Protein (%) Lipid (%) Khoáng (%)
78.89 17.31 2.4 1.3
Từ kết quả thí nghiệm trên ta thấy cá Đù bạc có hàm lượng protein cao, lipid thấp do đó nó là đối tượng thích hợp để sản xuất nước mắm.
3.2 Kết quả xác định các thông số cho quá trình sản xuất nước mắm
3.2.1 Kết quả thí nghiệm xác định loại và tỉ lệ enzyme thích hợp cho quá trình thủy phân thủy phân 1.5 11 9 12 14 0.7 3.5 2.9 4.2 5.4 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Đối chứng P 0.1% F 0.1% P 0.05% + F 0.05% P 0.1% + F 0.1%
Hàm lượng nitơ tổng số Hàm lượng nitơ acid amin
Hình 3.1 Hàm lượng nitơ tổng số và nitơ acid amin trong dịch sau khi thủy phân
Khi cho enzyme protease thương mại vào ( Protamex và Flavourzyme) thì hàm lượng nitơ tổng số và nitơ acid amin của dịch thủy phân cao hơn nhiều so với
mẫu đối chứng. Ví dụ cụ thể nitơ tổng số trong mẫu đối chứng là 1.5 gN/l, trong mẫu thủy phân bằng enzyme Protamex 0.1% là 11 gN/l, trong mẫu thủy phân bằng enzyme Flavourzyme 0.1% là 9 gN/l, trong mẫu thủy phân bằng enzyme Protamex 0.05% kết hợp Flavourzyme 0.05% là 12 gN/l, trong mẫu thủy phân bằng enzyme Protamex 0.1% kết hợp Flavourzyme 0.1% là 14 gN/l. Nitơ tổng số trong mẫu đối chứng là 0.7 gN/l, trong mẫu thủy phân bằng enzyme Protamex 0.1% là 3.5 gN/l, trong mẫu thủy phân bằng enzyme Flavourzyme 0.1% là 2.9 gN/l, trong mẫu thủy phân bằng enzyme Protamex 0.05% kết hợp Flavourzyme 0.05% là 4.2 gN/l, trong mẫu thủy phân bằng enzyme Protamex 0.1% kết hợp Flavourzyme 0.1% là 5.4 gN/l
Từ kết quả thí nghiệm trên ta thấy mẫu thủy phân bằng enzyme Protamex 0.1% kết hợp Flavourzyme 0.1% cho hàm lượng đạm cao nhất. Hàm lượng nitơ tổng số, nitơ acid amin, đều cao hơn. Loại enzyme cũng ảnh hưởng lớn đến quá trình thủy phân. Tỷ lệ enzyme càng cao tốc độ thủy phân càng tăng.
3.2.2 Kết quả thí nghiệm xác định tỉ lệ muối cho quá trình lên men
Chỉ tiêu hóa học 19.5 18 16.3 14.8 8 7.1 6.5 5.8 3.7 3 2.2 1.5 0 5 10 15 20 25
Mẫu 30% Mẫu 35% Mẫu 40% Mẫu 45%
H à m l ư ợ n g n it ơ ( g N /l )
Hàm lượng nitơ tổng số Hàm lượng nitơ acid amin
Hàm lượng nitơ amoniac
Hình 3.2 Hàm lượng nitơ tổng số, nitơ acid amin và nitơ NH3 trong nước mắm sau 60 ngày lên men theo tỉ lệ muối khác nhau
Kết quả xác định cho thấy khi tăng hàm lượng muối hàm lượng nitơ tổng số, nitơ acid amin, nitơ NH3 đều giảm. Điều này là do ion nồng độ muối cao ức chế hoạt lực của enzyme có sẵn trong nguyên liệu và enzyme thương mại.