d Sự phân cắt TMAO
1.3.1Kỹ thuật ướp muố
Là chất rắn kết tinh màu trắng hay không màu, không mùi, tan trong nước, glyxerin, hơi tan trong cồn, dễ hút ẩm có vị mặn, tỷ trọng và pha 2,16g/cm3,độ hòa tan trong nước 35,9g/100ml(250C), phân tử gam 58,4g/mol, công thức phân tử NaCl, điểm nóng chảy 8010 C(1074K), điểm sối 14650 C(1738K)
Dùng muối ăn để ướp cá và các sản phẩm thủy sản khác nhằm mục đích là bảo quản sản phẩm được lâu dài, đồng thời là để làm thay đổi hoặc cải biến mùi vị và làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.
Bản chất của quá trình là hiện tượng muối ngấm vào nguyên liệu và nước ở trong nguyên liệu đi ra. Hiện tượng này là sự khuếch tán và thẩm thấu ngoài ra còn có những quá trình sinh hóa phức tạp khác đồng thời xảy ra.
1.3.1.1 Tác dụng của muối ăn.
- Tác dụng phòng thối:
Nguyên nhân gây thối là do vi sinh vật có mặt trong nguyên liệu thủy sản. Khi ướp muối nồng độ muối trong dịch bào của tế bào cơ thịt và vi sinh vật tăng nên gây ra những biến đổi cơ bản về thành phần, tính chất, cấu trúc của tế bào. Nó ức chế đình chỉ hoạt động của vi sinh vật gây thối rữa.
- Với tế bào vi sinh vật.
Khi nồng độ muối trong dịch tế bào tăng lên gây biến tính Protein. Làm hoạt tính Enzym trong tế bào giảm, trao đổi chất bị rối loạn đến ngừng, quá trình chuyển hóa chất hữu có và đào thải chất độc hại bị dừng.
- Với Protein
Protein bị biến tính, cấu trúc tế bào không bình thường, hoạt động sống của tế bào bị rối loạn. Nồng độ muối trong tế bào tăng lên nước thoát ra dẫn đến hiện tượng teo nguyên sinh cấu trúc tế bào thay đổi căn bản gây thủng rách màng tế bào.
- Tế bào cơ thịt.
Hệ Enzym trong cơ thịt cá bị đình chỉ hoạt động dẫn đến quá trình thủy phân xảy ra yếu hoặc không xảy ra nên không có hoặc rất ít các sản phẩm thủy phân vì vậy vi sinh vật không có chất dinh dưỡng để hấp thụ.
Protein trong tế bào cơ thịt bị biến tính làm cơ thịt cá săn chắc hơn Protein bền chắc hơn, Enzym yếu đi mà Protein lại khó thủy phân nên quá trình thủy phân bị đình chỉ.
- Tác dụng sát khuẩn.
Khi có tiếp xúc với dung dịch muối ăn đầu tiên NaCl Na+ + Cl-. Hai ion này đều xâm nhập vào trong tế bào làm tăng áp suất thẩm thấu, nước đi ra.
Cl- có tác dụng đầu độc vi sinh vật vì Cl- liên kết tĩnh điện với các phân tử trái dấu thành Clorin.
Na+ không có tác dụng sát khuẩn trực tiếp như Cl- nhưng nó vẫn thụ động làm biến đổi cấu trúc màng tế bào làm màng tế bào thay đổi.
1.3.1.2 Khuếch tán và thẩm thấu.
Khuếch tán là hiện tượng tự san bằng nồng độ của vật chất, cá phân tử chất tan di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp trong một phạm vi nhất định. Sự di chuyển này tiến hành đến khi nào nồng độ chất tan hai bên bằng nhau thì dừng lại.
Quá trình khuếch tán được tuân theo định luật Fick: trong một đơn vị thời gian số lượng vật chất khuếch tán qua một đơn vị diện tích tỉ lệ thuận với thời gian khuếch tán và gradien nồng độ.
dQ = -DS×d Trong đó:
Q: Lượng vật chất khuếch tán S: Diện tích khuếch tán
D: hệ số khuếch tán – phụ thuộc vào bản chất của chất khuếch tán và môi trường khuếch tán.
: Thời gian khuếch tán. : Gradien nồng độ.
Thẩm thấu là quá trình di chuyển của dung môi từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao. Động lực của quá trình khuếch tán là sự chênh lệch áp suất thẩm thấu nhanh hay chậm.
Áp suất thẩm thấu được tính theo công thức Van-Hôp: P0 = RTC Trong đó:
P0: Áp suất thẩm thấu của dung dịch C: Nồng độ chất tan dung dịch T: Nhiệt độ tuyệt đối của dung dịch R: Hằng số khí ký tưởng
Đối với các chất có khả năng phân cực thành các ion trong dung dịch thì tính theo công thức: P0 = iRT
i: hằng số đẳng trương, các chất phân ly hoàn toàn như NaCl thì i=2.
Khuếch tán và thẩm thấu là hai quá trình có liên quan chặt chẽ nhau, chúng là hai quá trình ngược chiều nhau, xảy ra đồng thời như bản chất của hai quá trình này là khác nhau.
Dựa vào tính chất gần giống nhau như màng bán thấm của màng tế bào động thực vật, là màng có khả năng chỉ có các hạt nhỏ của dung môi đi qua còn các hạt nhỏ của chất tan không qua được để ướp muối các sản phẩm, vì trong môi trường nước muối đồng thời xảy ra hai quá trình khuếch tán tán và thẩm thấu làm muối ngấm và trong tế bào và nước thấm ra màng tế bào đi ra ngoài. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong quá trình ướp muối nguyên liệu dưới tác dụng của sự thẩm thấu và khuếch tán, nước trong nguyên liệu sẽ đi ra ngoài và muối thấm và trong tế bào làm thay đổi khối lượng nguyên liệu.
Qua nghiên cứu người ta thấy rằng trong quá trình ướp muối theo thời gian lượng muối tăng lên và lượng nước giảm xuống, đến một lúc nào đó sẽ đạt đến trạng thái cân bằng, muối không tăng lên và nước không giảm xuống nữa.
1.3.1.3 Các phương pháp ướp muối.
Việc phân chia các phương pháp ướp muối chỉ mang tính chất tương đối mà không tuân theo một quy tắc nào, có thể phân chia như sau:
- Dựa vào nhiệt độ ướp muối có thể phân ra hai phương pháp: ướp muối ở nhiệt độ thường (10÷300C) và ướp muối nhiệt độ thấp (t0 <500C).
- Dựa vào phương thức sử dụng muối có thể phân ra ba phương pháp: ướp muối khô, ướp muối ướt và ướp muối hỗn hợp.
Dựa vào mức độ cơ giới hóa có thể phân ra: ướp muối thủ công, bán thủ công và cơ giới.
+ Phương pháp ướp muối khô
Phương pháp này dùng muối khô để ướp muối nguyên liệu, muối được đem trộn đều với nguyên liệu theo tỷ lệ nhất định, đối với các loài có kích thước lớn phải dùng muối xác lên nguyên liệu đặc biệt là ở mang, ở những bộ phận thịt dày sau đó ướp vào thùng bể hoặc cứ một lớp nguyên liệu cho vào thùng lại rắc lên trên một lớp muối. Dưới thùng được trải một lớp muối mỏng, giữa các lớp nguyên liệu nếu cần cho thêm một lớp muối, sau khi ướp xong trên cùng cho nột lớp muối phủ bề mặt hơi dày.
Trong quá trình ướp muối sẽ hút nước trên nguyên liệu để tự hòa tan, dung dịch nước muối được tạo thành ngày càng dày và nguyên liệu dần được ướp trong dung dịch nước muối tự nhiên đó.
Dung dịch muối được tạo thành nhiều, ít, nhanh, chậm là do nhiệt độ ướp, lượng nước của nguyên liệu và cách nén ép quyết định. Màu sắc của dung dịch muối phụ thuộc vào giống loài và trạng thái của nguyên liệu, vào phương pháp ướp, nhiệt độ và liều lượng muối.
Phương pháp này thường áp dụng để ướp các loài nguyên liệu nhỏ hoặc vừa và ít mỡ (lượng mỡ dưới 5%)
Ưu điểm của phương pháp ướp muối khô là đơn giản, dễ thao tác, đòi hỏi dung tích chứa không lớn, phương pháp này khử nước của nguyên liệu tương đối triệt để vì nồng độ muối cao.
Nhược điểm của phương pháp ướp muối khô: giai đoạn đầu của quá trình ướp muối nguyên liệu không được ướp kịp thời mà phải đợi một thời gian nhất định cho dung dịch muối được hình thành vì vậy nguyên liệu có ít nhiều biến đổi, đặc biệt đối với các loài nguyên liệu lớn và có nhiều mỡ thì giai đoạn này cũng dễ bị
oxy hóa ôi thối, phương pháp này phải dùng nhiều nhân lực lao động nặng nhọc và khó tiến hành cơ giới hóa.
+ Phương pháp ướp muối ướt
Dùng dung dịch nước muối để ướp nguyên liệu gọi là phương pháp ướp muối ướt. Nồng độ của dung dịch muối cao hay thấp tùy thuộc vào yêu cầu độ mặn của sản phẩm, nhưng để bảo quản nguyên liệu trong thời gian tương đối dài người ta sử dụng dung dịch nước muối bão hòa. Trong quá trình ướp muối màu sắc của dung dịch nước muối biến đổi gần giống như phương pháp ướp muối khô nhưng sau một thời gian ướp muối thì dung dịch ướp muối này thường trong hơn phương pháp ướp muối khô.
Phương pháp ướp muối này thích hợp cho sản phẩm muối nhạt hoặc các loại bán thành phẩm để làm khô, sản xuất đồ hộp..
Khi sử dùng phương pháp này người ta phân ra 3 mức độ sau:
- Ướp muối nhạt sử dụng dung dịch muối 9÷11%
- Ướp muối vừa sử dụng dung dịch muối 14÷16%
- Ướp muối mặn sử dụng dung dịch bão hòa.
Ưu điểm của phương pháp này: do sử dụng dung dịch muối để ướp nên tác dụng của ướp muối xảy ra ngay khi cho nguyên liệu vào ướp vì vậy nguyên liệu được bảo quản tốt tránh sự xâm nhập của vi sinh vật hoặc bị oxy hóa, dễ dàng cơ giới hóa đặc biệt là khi sử dụng các thiết bị ướp muối tuần hoàn.
Nhược điểm của phương pháp này: trong quá trình ướp muối, nước trong nguyên liệu sẽ thoát ra làm loãng nồng độ nước muối, sau một thời gian ướp muối nguyên liệu sẽ bị dập nát, quá trình khử nước trong nguyên liệu không triệt để bằng phương pháp ướp muối khô. Trong điều kiện ướp muối tĩnh thì quá trình khuếch tán, thẩm thấu và cân bằng nồng độ muối rất chậm, làm nguyên liệu ăn muối không đều và rút ngắn thời gian bảo quản.
+ Phương pháp ướp muối hỗn hợp
Phương pháp này được kết hợp giữa phương pháp ướp muối ướt và phương pháp ướp muối khô. Đầu tiên dung dịch nước muối bão hòa được chuẩn bị, sau đó người ta cho nguyên liệu đã xát thêm muối vào thùng, hoặc cứ một lớp nguyên liệu
cho vào tùng lại rắc thêm một lớp muối và ướp đến đầy, như vậy đảm bảo được nồng độ dung dịch nước muối bão hòa và quá trình ướp muối sã xảy ra nhanh chóng. Trong khi ướp, nước trong nguyên liệu thoát ra bao nhiêu lần thì muối khuếch tán vào bấy nhiêu lần.
Phương pháp này dễ cơ giới hóa và thích hợp ướp các loài cá béo và to. Các nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ ướp muối.
Ảnh hưởng của phương pháp ướp muối.
Tốc độ ướp muối của phương pháp ướt nhanh hơn sơ với phương pháp muối khô và ướp muối hỗn hợp, đặc biệt nếu ướp muối trong dung dịch tuần hoàn thì tốc độ lại nhanh hơn nữa. Thực nghiệm đã chứng minh rằng ướp muối trong dung dịch tuần hoàn thời gian giảm 1,3 lần so với ướp muối khô và giảm 1,8 lần so với ướp muối trong dung dịch không tuần hoàn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đối với phương pháp ướp muối khô thì tốc độ rất chậm nhưng khi muối đã được hòa tan thì tốc độ ướp sẽ tăng lên.
Ảnh hưởng của nồng độ muối và thời gian ướp
Lượng muối càng nhiều khi ướp muối khô hoặc nồng độ muối càng đậm đặc khi ướp muối ướt thì tốc độ ướp muối càng nhanh, tất nhiên nồng độ đó nằm trong một giới hạn cực đại của nó.
Trong điều kiện ướp muối nhất định, thời gian ướp muối càng dài thì lượng muối ngấm vào càng nhiều nhưng cũng đạt đến một trạng thái cân bằng nhất định. Theo thời gian ướp muối sẽ giảm dần.
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Thời gian ướp muối càng giảm khi nhiệt độ của nguyên liệu được nâng cao, tuy nhiên cần chú ý nâng cao nhiệt độ của dung dịch hay của nguyên liệu khi ướp muối phải thận trọng vì quá trình lên men phân giải. Đối với các loại nguyên liệu chiều dày lớn, nhiều mỡ ở dưới da và vảy dày thì nhiệt độ thích hợp khi ướp muối là 5÷70C. Đối với nguyên liệu nhỏ có thể ướp muối ở nhiệt độ cao hơn.
Trong muối ăn có nhiều Ca và Mg thì sẽ làm cản trở NaCl ngấm vào nguyên liệu vì hai muối này có độ hòa tan lớn hơn muối ăn rất nhiều. CaCl2 và MgCl2 có vị đắng sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm.
Muối có kích thước nhỏ dễ hòa tan hơn muối có kích thước lớn nên muối hạt nhỏ làm tăng quá trình ướp muối.
Độ ẩm của muối trong giới hạn 5% thì không ảnh hưởng đến thời gian ướp muối, trong trường hợp đó khi ướp muối cần tránh thêm một ít muối. Nhưng khi ướp muối khô hàm lượng ẩm của muối lớn hơn 5%, nếu không tăng thêm muối cho đậm đặc thì ảnh hưởng đến thời gian ướp muối.
1.3.2 Biến đôi của cá trong cá trong quá trình ướp muối
Các ký hiệu trên đồ thị:
Q: Khối lượng cơ thể cá trong quá trình ướp muối (%) C: nồng độ muối ăn (%)
W: hàm lượng nước trong cá Giai đoạn thứ nhất (0 – I)
Áp suất thẩm thấu của dung dịch lớn, nước ở trong cơ thể cá đi ra mạnh hơn muối đi vào cơ thể cá. Thí nghiệm cho thấy lượng nước đi ra gấp ba lần lượng muối ngấm vào cho nên trọng lượng cá giảm đi rất nhanh.
Kiểm nghiệm về phẩm chất thì thấy cá chưa có sự thay đổi gì vẫn có mùi vị của cá tươi. Những lớp thịt bên trong cũng như các cơ quan nội tạng của cá chưa ngấm muối, máu trong thân đỏ tươi.
Giai đoạn thứ hai (I – II)
Áp suất thẩm thấu của dung dịch trung bình, yếu hơn áp suất thẩm thấu giai đoạn thứ nhất, ở giai đoạn này khác với giai đoạn thứ nhất là không có sự chênh lệch lớn về tốc độ chuyển động của muối và nước đi ra. Cuối giai đoạn này, sự chuyển động của nước từ cơ thể cá vào dung dịch gần như ngừng lại, và quan sát thấy gần như không có sự giảm trọng lượng của cá, nhưng lớp tế bào trên bề mặt cơ thể cá đã được bão hòa muối tạo thành màng ngăn, cản trở sự chuyển động của nước từ cá ra ngoài. Lúc này dưới ảnh hưởng của gradient nồng độ giữa dung dịch muối ở lớp thịt bên trong và bên ngoài xảy ra sự phân bố lại một phần muối và nước trong cơ thể cá (khuếch tán nội). Những lớp thịt gần trung tâm cơ thể cá được ngấm muối dần, tính chất lý hóa của protit thịt cá thay đổi rất lớn, mùi vị của thịt cá tươi chỉ còn ở những lớp bên trong, máu trong thân đông lại, màu tối sẫm.
Giai đoạn thứ ba (II – III)
Áp suất thẩm thấu của dung dịch còn rất yếu, gần như không có tác dụng nữa, muối vẫn tiếp tục ngấm vào cá còn nước trong cá thì ngừng đi ra, kết quả trọng lượng của cá tăng thêm ít.
Nồng độ của muối trong tế bào cá ở tất cả các phần của cơ thể gần bằng nồng độ dung dịch nước muối bên ngoài và cuối cùng đạt đến cân bằng, cơ thịt cá cứng, mùi vị của cá tươi không còn, cá có vị mặn rõ rệt.
1.3.2.2 Biến đổi hóa học
Protein
Protein của cá bị phân giải trong quá trình ướp muối bởi enzyme protease có ở tất cả cá cơ thịt cá là nguyên nhân chính dẫn đến sự hao hụt protein cá. Tuy nhiên sự hao hụt này tương đối ít. Người ta thấy có nhiều yếu tố liên quan đến sự hao hụt protein cá khi ướp muối. Chẳng hạn khi thời gian ướp muối càng dài, tổn thất chất hữu cơ có đạm sẽ càng nhiều. Nếu sử dụng dung dịch muối có nồng độ càng thấp thì sự phân giải protein diễn ra mạnh tương ứng với sự hao hụt protein càng nhiều. Phương pháp ướp muối ướt làm giảm lượng đạm của cá nhiều hơn phương pháp ướp muối khô do sự phân giải của protein diễn ra càng mạnh hơn.
Ngoài ra, nhiệt độ cũng có ảnh hưởng, khi ướp muối ở nhiệt độ càng cao thì protein bị phân giải càng nhiều và tổn thất càng lớn.
Histamine
Hàm lượng histamine có xu hướng tăng ở giai đoạn đầu và có xu hướng