Hình 1.2 Sơ đồ cá giai đoạn biến đổi của thủy sản sau khi đánh bắt 1.2.1. Giai đoạn tiết nhớt:
Cá khi còn sống dưới nước luôn tiết ra chất nhớt ra ngoài cơ thể để bảo vệ lớp da ngoài, chống sự xâm nhập từ bên ngoài vào cơ thể và để giảm sự ma sát khi bơi lội. Chất nhớt có chứa gluco – protein. Chất nhớt được tiết ra từ tế bào hạch của biểu bì. Sau khi cá chết, các tuyến nhớt còn tiết ra chất nhớt một thời gian nữa. Mùi của chất nhớt dần dần chuyển thành khó chịu. Hiện tượng này xảy ra do tác dụng của vi sinh vật . Đối với vi sinh vật, chất nhớt là môi trường sống rất tốt. Cá ngừng tiết chất nhớt trước khi chuyển qua giai đoạn cứng cơ.
1.2.2. Giai đoạn tê cứng:
Biến đổi nghiêm trọng nhất là sự bắt đầu mạnh mẽ của quá trình tê cứng. Ngay sau khi chết, cơ thịt cá duỗi hoàn toàn và kết cấu mềm mại, đàn hồi thường kéo dài trong vài giờ, mồm và mang khép chặt, cơ thịt cứng, thân cá nhợt nhạt. Trạng thái này thường kéo dài trong một ngày hoặc hơn, sau đó hiện tượng tê cứng kết thúc. Khi đó, cơ thịt duỗi ra và trở nên mềm mại nhưng không còn đàn hồi như tình trạng trước tê cứng. Thời gian của quá trình tê cứng và quá trình mềm hóa sau tê cứng thường khác nhau tùy vào loài, chịu ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, phương pháp xử lý, kích cỡ và điều kiện vật lý. Thân nhiệt của cá càng thấp thì hiện tượng tê cứng của cá càng kéo dài.
21
Những biến đổi về sinh hóa trong giai đoạn tê cứng:
Sự phân giải glycogen:
Glycogen bị phân giải dưới tác dụng của men glycolysis trong điều kiện yếm khí bằng con đường Embden – Meyerhof dẫn đến sự tích lũy acid lacticlàm giảm pH của cơ thịt cá, hạn chết được phàn nào sự phát triển của vi sinh vật. Khi pH của cơ thịt cá giảm sau khi cá chết có ảnh hưởng đến tính chất vật lý của cơ thịt cá, diện tích bề mặt của protein sợi cơ giảm đi, làm cho các protein đó bị biến tính cục bộ và làm giảm khả năng giữ nước của chúng. Mô cơ trong giai đoạn tê cứng sẽ mất nước khi luộc và đặc biệt không thích hợp cho quá trình chế biến có xử lý nhiệt, vì sự biến tính do nhiệt càng làm tăng sự mất nước. Sự mất nước có ảnh hưởng xấu đến cấu trúc của cơ thịt cá.
Sự phân hủy ATP
ATP là phân tử mang năng lượng có chức năng vận chuyển năng lượng đến các nơi cần thiết cho tế bào hoạt động. Dưới tác dụng của men ATP – aza, ATP bị thủy phân thành ADP giải phóng năng lượng (Q) và photphat vô cơ tự do. Năng lượng trong quá trình biến đổi đó làm cho các sợi mảnh actin co lại và trượt lồng vào các sợi dày miozin tạo nên sự co cơ. Khi pH càng giảm thì men ATP – aza phân giải ATP hoạt động càng tốt, năng lượng bị mất đi càng nhiều, lúc đó cơ thịt sẽ cứng dần lại.
Sự co cơ sẽ diễn ra từ từ vì ATP được tạo ta trong điều kiện yếm khí nên việc giải phóng năng lượng từ từ và ít.
ATP + H2O +ATP-aza -> ADP + Q
Sự phân giải Creatinphotphat
Creatinphotphat là một hợp chất cao năng cũng tồn tại với ATP, là nguồn năng lượng dùng cho co rút cơ. Khi cơ hoạt động, trong cơ xảy ra quá trình trao đổi chất mạnh mẽ. Creatinphotphat bị thủy phân thành creatin và acid photphoric.
Creatinphotphat + H2O -> Creatin + H3PO4
22
Sau đó ADP được photphorin hóa thành ATP:
H3PO4 + ADP -> ATP
Ngoài ra trong điều kiện yếm khí còn xảy ra sự phân hủy acid hexodophotphoric (hợp chất của glycogen và acidphotphoric) thành acid latic và acid photphoric. Năng lượng được giải phóng trong phản ứng này được dùng vào việc tái tổ hợp creatinphotphat, và creatinphotphat lại tiếp tục bị thủy phân để tạo ra năng lượng.
Creatin + H3PO4 -> Creatinphotphat
Sự tạo thành phức chất actomiozin
Cá sau khi chết, lúc đó lượng ATP vẫn còn đầy đủ, actin ở dạng hình cầu và không liên kết với myozin. Sau một thời gian, các sợi cơ yếu dần, myozin kết thành phức chất với các ion kali, canxi, glycogen, ATP. Khi pH hạ thấp thì các chất đó sẽ phân ly, xảy ra sự chuyển hóa actin hình cầu thành actin hình sợi bằng cách trùng hợp hóa các vi cầu và xoắn hóa các sợi actin được hình thành. Tiếp sau đó là sự co ngắn tơ cơ, kết quả là các sợi actin sẽ bị hút vào giữa các sợi myozin. Phức chất actomyozin được hình thành làm cho cơ co lại, mô cơ trở nên tê cứng. Ngoài ra, khi cơ thịt bị tê cứng, các trung tâm háo nước của protein bị giảm, protein cơ bị cuộn tròn làm bắp cơ cá giảm đàn hồi, cơ cứng lại. Quá trình này còn xảy ra sự phá vỡ của hệ chất đệm bicacbonat giải phóng CO2 vì thế không được chế biến cá ở giai đoạn này vì CO2 sẽ dãn nở trong lúc gia nhiệt làm hộp phồng, nếu lượng khí nhiều thì hộp có thể bị vỡ.
1.2.3. Giai đoạn mềm hóa
Thủy sản bắt đầu mềm lại, có dấu hiệu của sự ươn hỏng. Sự tự phân giải (autolysis) hoặc alf quá trình tự chín hay tác dụng tự tiêu hóa (autodigestion). Khi thủy sản còn sống có sự tồn tại của kháng thể thì các men thủy phân không hoạt động tự phân giải các tổ chức của mình. Khi thủy sản chất thì các men này mới bắt đầu hoạt động tự phân giải. Sau khi bị đình chỉ trao đổi chất thì xảy ra sự phân hủy các liên kết của những chât liên hợp thành các hệ tạo mô cơ và phân giải những chất chính thành những chất đơn giản.
23
Men tham gia chủ yếu: Cathepsin phân giải protein thành Pepton, men tripsin và enterkinaza tiếp tục phân giải các sản phẩm trung gian thành acid amin.
Tổ chức cơ thịt có nhiều biến đổi lý hóa: Cơ thịt mềm mại, hương vị thơm, có độ ẩm lớn dễ bị tác động của men tiêu hóa. Ở giai đoạn đầu, actomiozin phân ly thành actin và miozin làm tăng các trung tâm ưa nước của protein, làm tăng khả năng liên kết với nước của mô cơ. Tiếp theo là sự phân giải protein của các enzime làm cho mô cơ mềm ra. Các chất ngấm ra biến đổi rất lớn tạo thành mùi vị đặc trưng của sản phẩm. Ngoài ra, chất béo cũng có sự biến đổi do men lipase, chỉ số acid của chất béo tăng lên. Ở cuối quá trình này có biểu hiện rõ của sự ươn hỏng (tạo thành các hợp chất bay hơi có mùi khó chịu: mùi hơi chua, hơi đắng).
1.2.4. Giai đoạn thối rữa
Vi sinh vật và quá trình thối rữa: Khi men trong tổ chức cơ thịt tiến hành quá trình tự phân giải, đồng thời lúc đó vi sinh vật sẽ phân hủy những sản vật của quá trình tự phân giải thành sản vật cấp thấp làm cho nguyên liệu biến chất hư hỏng đó là quá trình thối rữa.
Vi sinh vật gây thối rữa gồm 2 nhóm: Vi sinh vật tồn tại trong nguyên liệu trong quá trình sống và nhóm vi sinh vật ô nhiễm trong quá trình bảo quản và chế biến.
Đối với thủy sản khi còn sống: vi sinh vật tồn tại trên da với số lượng từ 10 2 - 105 tb/cm2: Pseudomonas fluorescens, Proteus vulgaris, Micrococus ruseus, E. coli.
Trên mang cá, ruột cá, mô cá cũng tồn tại vi sinh vật. Trong quá trình bảo quản và chế biến thì vi sinh vật cũng nhiễm vào nguyên liệu với số lượng phụ thuộc vào việc áp dụng phương pháp bảo quản và chế biến nào. Khi thủy sản chết, kháng thể không còn nữa vi sinh vật phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là nhóm Pseudomonas, khi ươn thối số lượng vi sinh vật tăng lên đến 107-1010 tế bào/g.
Quá trình phân hủy: Vi khuẩn yếm khí kí sinh trong cơ thể khi điều kiện thích hợp như chất dinh dưỡng cao, nước nhiều, ánh sáng mặt trời và không khí ít sẽ phát triển nhanh chóng. Vi khuẩn yếm khí phát triển từ trong nội tạng ăn dần ra cơ thịt. Vi khuẩn hiếu khí dính trên da cá cũng bắt đầu phát triển và ăn dần vào tổ chức cơ thịt.
24
Thời gian xâm nhập của vi khuẩn vào cơ thịt cá khoảng 24 – 60 giờ. Hiện tượng thối rữa xảy ra đầu tiên là mang cá mất màu và xám lại, chất nhớt trên da đục ngầu, vẩy cá dễ bong tróc, bay mùi hôi thối.
Quá trình thối rữa chủ yếu là phân hủy các acid amin thành các sản vật cấp thấp như indol, skatol, phenol, các loại acid có đạm, acid béo cấp thấp,…và một số chất khác.
Thịt thủy sản sau khi đánh bắt rất dễ bị thối rữa vì: Lượng nước trong thịt thủy sản cao, kết cấu tổ chức của thịt cá lỏng lẻo, mềm nhão, vi khuẩn sống và phát triển tốt trên lớp da cá có chất nhớt, rất ít chất miễn dịch tự nhiên, kháng thể kém, có nhiều men nội tạng và hoạt tính của chúng rất mạnh.
1.3. TỔNG QUAN VỀ LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN ĐÔNG [12] [13]