2.2. Sự biến đổi của động vật thủy sản sau khi chết
2.2.3. Sự tự phân giải
Tự phân giải là quá trình hóa sinh rất phức tạp, phân hủy protit, lipid từ từ dưới tác dụng của enzyme thủy phân có trong cá như protease, peptidase, lipase. Khi tự phân giải,
CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT VÀ THỦY
SẢN TRANG 77
mạng cấu trúc của mô cơ bị phá hủy làm giảm khả năng giữ nước của protein cá và thịt cá. Do vậy lúc đầu thịt cá trở nên mềm và sau đó nhũn ra và chảy nước (TS. Nguyễn Tiến Lực, 2019). Cá sau khi tê cứng dần trở nên mềm lại, ta gọi đó là sự tự phân giải hoặc quá trình tự chín hay tác dụng tự tiêu hóa.
Qúa trình này do các men nội tự trong cá hoạt động phân giải. Khi động vật còn sống do sự tồn tại của kháng thể cho nên các loại men thủy phân không hoạt động tự phân giải tổ chức của mình, nhưng khi động vật đã chết, sức chống đỡ mất đi nên hoạt động của men dễ dàng. Qúa trình tự phân giải này bắt đầu từ khi cá còn tê cứng bằng cách đình chỉ quá trình trao đổi chất, sau đó xảy ra sự phân hủy các liên kết của những chất liên hợp tạo thành các hệ tạo thành mô cơ và phân giải những chất chính thành những chất đơn giản. Trong quá trình này có nhiều loại men tham gia nhưng chủ yếu là cathepsin phân giải protein thành peptone, men trypsin và enterokinase tiếp tục phân giải các hợp chất trung gian thành các acid amin (Nguyễn Trọng Cẩn, 1990).
Trong quá trình tự phân giải: protein chuyển thành các albemoze, peptone, polypeptide và các acid amin tự do. Do vậy lượng nito trong thịt cá tăng lên, đồng thời mỡ cũng chuyển thành các acid béo tự do. Việc mô cơ bị phá hủy bị tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập sâu vào trong thịt cá và quá trình phân hủy xảy ra không chỉ do enzyme mà do vi sinh vật (TS. Nguyễn Tiến Lực, 2019).
- Sự phân ly actomyosin thành actin và myosin
Trong quá trình tự phân giải, tổ chức của cơ thịt sản sinh ra nhiều biến đổi về hóa lý, cơ thịt mềm mại, hương vị thơm tươi, có độ ẩm lớn và dễ bị tác dụng của enzyme tiêu hóa hơn. Giai đoạn đầu tiên của sự tự phân giải là quá trình ngược lại của sự tê cứng vì khi đó xuất hiện sự phân ly của một phần actomyosin thành actin và myosin. Sự phân ly này dẫn tới làm tăng số lượng ưa nước của protein co rút, làm tang khả năng liên kết nước của mô cơ. Sau đó là sự phân giải protein của các enzyme làm mô cơ mềm ra
- Sự tự phân giải protein
Sự phân giải protein do enzyme nội tại (cathepsin) thành pepton và các sản phẩm trung gian (polypeptide, peptide) đến acid amin tạo hương vị đặc trưng (TS. Nguyễn Tiến Lực, 2019).
+ Sự tự phân giải protein do các enzyme cathepsin
Siebert (1958) hoạt động của enzyme cathepsin ở mô cơ cá cao hơn mô động vật có vú. Các enzyme cathepsin này khác với các mô của động vật có vú vì chúng chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ hoạt động tối ưu của chúng. Enzyme cá bị chậm hoạt động ngay khi nhiệt độ xuống thấp tới 68 ° F (20 ° C), trong khi cathepsin của các mô động vật có vú có nhiệt độ tối ưu ở mức cao hơn nhiều, ví dụ, cathepsin dạ dày, gastricsin (Richmond et al., 1958) ở khoảng 140 ° -158 ° F. (60-70 ° C).
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 bởi enzyme Cathepsin A, B và C. Enzym cathepsin có vai trò chính trong quá trình tự chín của cá ở pH thấp và nồng độ muối thấp.
Enzym cathepsin bị ức chế hoạt động ở nồng độ muối 5% (TS. Nguyễn Tiến Lực, 2019).
+ Sự tự phân giải protein do các enzyme enzym calpain
Nhóm enzym protease nội bào thứ hai - được gọi là "calpain" hay "yếu tố được hoạt hóa bởi canxi" (CAF) - đối với quá trình tự phân giải cơ thịt cá được tìm thấy trong thịt, các loài cá có vây và giáp xác. Các enzym calpain tham gia vào quá trình làm gãy và tiêu hũy protein trong sợi cơ (TS. Nguyễn Tiến Lực, 2019).
+ Sự tự phân giải protein do các enzyme collagenase
Enzym collagenase giúp làm mềm tế bào mô liên kết và thoái hóa của mô liên kết khi xảy ra quá trình tê cứng (TS. Nguyễn Tiến Lực, 2019).
Ở mô liên lết, colagen và elastin ngâm trong dịch nước thịt có tính acid bắt đầu trương nở, cơ thịt trở nên mềm mại. Chất ngấm ra (acid amin tự do, đường tự do, lipid…) biến đổi tạo hương vị đặc trưng của nguyên liệu.
– Môi trường pH:
Qúa trình tự phân giải làm tăng hương vị của cơ thịt, để phát huy ưu điểm đó chúng ta cần tiến hành quá trình tự phân giải ở nhiệt độ dương thấp (1-4 0C) để hạn chế sự xâm nhập của vi khuẩn gây thối rữa. Trong quá trình tự phân giải các chất ngấm ra chịu sự biến đổi quan trọng tạo thành những mùi vị đặc trưng, đặc biệt trong quá trình này, hàm lượng của hypoxanthin, acid glutamic, và muối của nó, acid ionzinic, ionzin, aldehyte và ketone, … đều tăng lên, đó là những thành phần quan trọng của hương vị.
Hypoxanthin và ionzin tự do trong quá trình chín là do ATP trong cơ thịt bị phân giải mà có (Nguyễn Trọng Cẩn, 1990).
- Sự tự phân giải lipid
Trong qúa trình tự phân giải, chủ yếu là phân giải protein nhưng chất béo cũng có sự biến đổi. Enzyme phân giải chất béo là men lipase và quá trình phân giải chất béo diễn ra song song với quá trình phân giải protein. Trong quá trình phân giải, chỉ số axit béo trong động vật thủy sản tăng lên làm cho thủy sản chuyển từ cứng sang mềm nhưng thủy sản vẫn còn tươi (Nguyễn Trọng Cẩn, 1990).
Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình tự phân giải
-Giống loài: Sự khác nhau về giống loài dẫn đến sự hoạt động của men khác nhau.
Tác động tự phân giải ở động vật máu lạnh nhanh hơn động vật máu nóng vì men của động vật máu lạnh mạnh hơn của máu nóng.
– Nhiệt độ:
Nhiệt độ cũng có ảnh hưởng rất lớn đến sự tê cứng và sự tự phân giải cũng như sự thối rữa. Trong phạm vi nhiệt độ thích hợp nếu nhiệt độ tăng 10 0C thì tốc độ phân giải tăng 2-3 lần
Nếu nhiệt độ càng tăng thì tốc độ phân giải càng tăng và ngược lại vì khi nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao đều làm giảm sự hoạt động của men. Nhiệt độ thích hợp của men ở từng loại cá khác nhau: đối với cá nước ngọt là 25 – 30 oC, cá biển từ 40 – 45 oC.
CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT VÀ THỦY SẢN TRANG 75
Nếu tăng độ acid của môi trường (giảm pH) thì tác dụng tự phân giải tăng lên nhưng pH giảm đến một mức độ nhất định làm men không hoạt động được nữa thì tác dụng phân giải lại giảm.
Nồng độ của bazơ cho vào càng nhiều thì pH càng tăng thì tác dụng phân giải cũng giảm.
Tác dụng tự phân giải của cá mạnh nhất là pH=4.5, ở phạm vi đó lượng đạm hòa tan, đạm polypeptide và đạm acid cũng tăng lên cao nhất.
– Các loại muối:
Muối Al(OH)3 ở thể keo, NaCl, KCl, MgCl2 càng cao thì quá trình tự phân giải càng chậm nhưng không làm ngừng được quá trình tự phân giải. Ở dung dịch nước muối bảo hòa quá trình tự phân giải vẫn xảy ra nhưng rất chậm. Các loại muối như CaCl2, BaCl2, CaSO4, ZnSO4 chỉ 1 lượng rất ít cũng làm cản trở quá trình tự phân giải.