Đề tài Mùi nước mắm

LỜI MỞ ĐẦU Nước mắm là một loại nước chấm quen thuộc, gần gũi, một sản phẩm đặc sắc mang tính dân tộc cổ truyền của nhân dân ở các vùng châu Á nói chung và Việt Nam nói riêng. Nước mắm không chỉ là gia vị làm cho bữa ăn hàng ngày được ngon hơn mà nó còn là một loại thực phẩm giàu chất dinh dưỡng như : các axit amin, các vitamin, các chất khoáng….cần thiết cho sự phát triển của cơ thể. Tuy chúng ta dùng nước mắm hàng ngày nhưng sự hiểu biết về nước mắm hãy còn rất ít và quá trình sản xuất nước mắm là một quá trình phức tạp, có một cơ sở khoa học sâu sắc về sinh hóa học và vi sinh vật học. Sản xuất nước mắm không chỉ đơn thuần là quá trình thủy phân tạo càng nhiều acid amin càng tốt mà người ta còn quan tâm đến giá trị cảm quan của nước mắm, đặc biệt là mùi nước mắm. Đă có khá nhiều những nghiên cứu phân tích mùi hương của nước mắm cũng như xác định các hợp chất bay hơi gây ra mùi hương rất đặc trưng đó, tuy nhiên hiện nay các nhà nghiên cứu vẫn chưa thể nhận thức được đầy đủ về chúng. Có lẽ bởi vì mùi nước mắm là một mùi hỗn tạp được tạo nên từ sự tổ hợp khá nhiều hợp chất. Chính vì vậy mà hiện nay việc điều khiển để cải thiện mùi thơm của nước mắm là việc rất khó khăn và các nhà khoa học còn đang tiếp tục nghiên cứu. Ở đồ án môn học này em xin được tổng quan những vấn đề liên quan đến mùi của nước mắm từ những nghiên cứu mà các nhà khoa học đã khám phá ra được trong một thời gian dài. Qua đồ án này em đã hiểu biết thêm rất nhiều điều về nước mắm một loại nước chấm truyền thống của dân tộc Việt Nam cũng như học cách thu thập sàng lọc và tổng hợp các tài liệu từ những bài báo khoa học. Do kiến thức hạn hẹp nên ắt hẳn em còn nhiều chỗ thiếu sót rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để hoàn thiện bài báo cáo. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hoàng Dũng đã tận tình hướng dẫn để em có thể hoàn thành tốt đồ án môn học này. Chương I TỔNG QUAN KHÁI QUÁT VỀ NƯỚC MẮM Khái niệm Hình1.1 Nước mắm chai Nước mắm là dung dịch thủy phân từ các loại cá được ướp muối lâu ngày trải qua một quá trình lên men phức tạp để tạo ra những hương vị đặc trưng cho từng chủng loại sản phẩm khác nhau. Nó được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực của các quốc gia Đông Nam Á như một loại gia vị nước chấm cho các món ăn như cá, tôm, thịt, rau… Bảng 1.1 : Các loại nước mắm châu Á[15] Tên gọi Nguyên liệu Xuất xứ Ishiru Ikanago-shoyu Shottsuru Nampla Yeesu Yeotgal Patis Padek Budu Teuk trey Ketjap-ikan Ngapi Aekjeot Mực ống/Cá mòi Cá mòi và cá thu Cá răng chéo Cá mòi Cá Cá Cá Cá Cá Cá Cá Cá Cá Nhật Bản Nhật Bản Nhật Bản Thái Lan Trung Quốc Triều Tiên Philippine Lào Malaysia Campuchia Indonesia Miến Điện Hàn Quốc Nước mắm Việt Nam Nước mắm Việt Nam là sản phẩm lên men từ các loại cá đặc biệt là từ cá cơm, là sản phẩm truyền thống của dân tộc Việt Nam. Nước mắm được sản xuất từ rất lâu, cho đến nay chưa có tài liệu nào xác định được thời điểm chính xác và ai là người Việt Nam đầu tiên đưa ra quy trình sản xuất sản phẩm này. Chỉ biết rằng , nước mắm đã gắn liền với đời sống hằng ngày và là một bản sắc rất riêng của dân tộc Việt Nam. Công trình nghiên cứu đầu tiên về nước mắm là do bác sĩ Rode vào năm 1914. Sau đó là các nhà nghiên cứu khác như :Matxna, Krem, Bots và Ghibec. Nghiên cứu nước mắm ở Phú Quốc và Bình Thuận, họ đã đưa ra những kết luận : Nước mắm là hỗn hợp các acid amin. Các acid amin này được tạo thành do sự thủy phân của protease. Muốn có tác dụng ức chế vi sinh vật gây thối tỷ lệ muối thích hợp là 20-25%. Tác dụng làm ngấu ngoài protease của vi sinh vật còn do các enzim tiêu hóa trong nội tạng của cá. Nhiệt độ có tác động rất lớn đến hoạt động của các enzim trong quá trình sản xuất nước mắm. Nhiệt độ thích hợp là 36-440C. Thành phần hóa học của nước mắm Tùy theo xuất xứ của nước mắm mà thành phần hóa học của nó có khác nhau. Vì vậy nước mắm ở mỗi nước dựa trên những kỹ thuật sản xuất khác nhau sẽ cho ra những loại nước mắm có thành phần khác nhau. Bảng 1.2 : pH và hàm lượng NaCl, Nitơ tổng của nước mắm các nước [7] Các nước pH NaCl (g/100ml) Nitơ tổng (g/100ml) Thái Lan 5.63 21.4 1.68 Việt Nam 5.75 20.2 2.59 Trung Quốc 6.15 22 1.49 Hàn Quốc 5.49 22.2 1.27 Nhật Bản 5.54 18 1.8 Bảng 1.3 : Hàm lượng các acid amin trong nước mắm các nước (mg/100ml)[7] Acid amin Thái Lan Việt Nam Trung Quốc Hàn Quốc Nhật Bản Taurine 119 171 117 192 223 Aspartate 583 1002 511 349 657 Threonine 384 584 285 207 420 Serine 233 483 95 128 369 Glutamate 1489 1584 1164 550 1088 Proline 135 322 127 181 230 Glycine 267 461 265 346 298 Alanine 574 985 597 715 611 Cysteine 17 45 125 36 23 Valine 478 709 493 427 517 Methionine 222 230 206 197 237 Isoleucine 334 374 348 347 392 Leucine 439 427 471 544 541 Tyrosine 91 128 88 110 128 Phenylalanine 323 415 328 257 374 Triptophan _ 50 _ 12 24 Lysine 767 1269 653 655 801 Histidine 275 370 191 103 318 Arginine 3 217 _ 50 280 Tổng cộng 6732 9626 6061 5406 7532 Thành phần hóa học của nước mắm gồm có Nước chiếm : 57%-68% Đạm tổng : 7-21% NaCl : 22-30% a) Các chất đạm Các chất đạm chiếm hàm lượng chủ yếu trong nước mắm bao gồm Đạm hữu cơ : acid amin, peptide, polypeptide, acid nucleic (purin, pyrimidin)… Đạm vô cơ : NH3, muối amoni, muối nitrate… b) Các hợp chất bay hơi Thành phần các chất bay hơi phức tạp, nó quyết định hương vị của nước mắm Các hợp chất amin bay hơi 9.5-13.2mg/100ml Các chất cacbonyl bay hơi: 407-512 mg/100ml Các axit bay hơi (tính theo acid acetic): 404-533 mg/100ml c) Hợp chất vô cơ NaCl : 260-295g/l Ngoài NaCl còn có các chất vô cơ khác Ca, Mg, P, S, I, Br… Bảng 1.4 Thành phần các chất vô cơ [2] P (g/l) 0.266-0.566 Ca (g/l) 0.439-0.541 Mg (g/l) 2.208-2.310 S (g/l) 0.546-1.163 I (mg/l) 5.08-7.62 Br (mg/l) 68.80-97.50 d) Các vitamin như : B1, B2, B12, PP… Bảng 1.5 : Hàm lượng các vitamin trong nước mắm [2] Vitamin B1 (mg) Vitamin B2 (mg) Vitamin B12 (mg) Vitamin PP (mg) 7 8.7 3.3 4.4 Men phân giải trong cá Men phân giải gồm 3 hệ: Hệ men Metalo-proteaza còn gọi là Aminopeptidaza hay Apaza tồn tại trong nội tạng cá, ngay từ đầu đã hoạt động rất mạnh, sang tháng thứ 2 thì hoạt động giảm dần cho tới tháng thứ 3, sau đó tác dụng kém dần tới cuối quá trình. Apaza có hoạt tính khá mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi đối với các loại peptid, loại này đại diện cho nhóm men thủy phân trung tính. Môi trường tối thích khoảng pH= 5-7. Hệ men Serin-proteaza, điển hình là tripsin tồn tại nhiều trong tụy tạng cá. Ở giai đoạn đầu của quá trình chế biến chúng tồn tại trong nước bổi nhưng hoạt động yếu ớt. Đến tháng thứ 2 trở đi hoạt tính của chúng tăng dần và cực đại ở tháng thứ 3 sau đó giảm dần cho tới khi chượp chín. Sự giảm hoạt tính của tripsin có thể là do sự tích lũy các acid amin, peptid mạch ngắn, những chất ức chế có trong máu cá và những sản phẩm do vi khuẩn tiết ra bên ngoài môi trường. Môi trường hoạt động của serin –proteaza trong khoảng pH= 5-10, họat động tốt tại pH=9 Đặc tính của serin –proteaza: thủy phân mạnh đối với casein, các protein hòa tan (endogenous protein) và hemoglobin. Hệ men Acid proteaza được tìm thấy nhiều trong thịt và nội tạng cá. Đại diện cho hệ này là cathepsin. Cathepsin D đóng vai trò chính yếu vì nó khởi đầu cho sự phân hủy các protein nội sinh trong tế bào thành các peptit sau đó các peptit này bị phân giải tiếp nhờ các cathepsin khác (A,B,C). Cathepsin D có hoạt tính tối ưu ở pH=4 và có thể hoạt động trong khoảng pH=2-7. Men cathepsin thủy phân protein mạnh nhưng bị muối ức chế. Chỉ với nồng độ muối 5% sau 12 giờ là có thể mất hoạt lực. Do đó nó đóng vai trò thứ yếu trong quá trình chế biến nước mắm. Để enzim cathepsin hoạt động được ta giảm hàm lượng muối xuống. Vi sinh vật trong sản xuất nước mắm Nước mắm là loại nước chấm có hàm lượng muối cao vì vây đa số các vi sinh vật phát triển trong nước mắm là những loài chịu muối. Ngay trong giai đoạn ngắn đầu tiên khi muối chưa kịp tác dụng có một ít vi sinh vật gây thối hoạt động. Với sự hình thành của nước bổi, độ mặn tăng dần lên. Khi đạt từ 12% trở lên thì các vi khuẩn gây thối hầu như ngừng hoạt động và các vi khuẩn khác cũng bị ức chế cao độ. Như vậy trong quá trình chế biến nước mắm, sự tham gia vào quá trình thủy phân protein của vi sinh vật tương đối yếu nhưng về sự hình thành mùi vị nước mắm trong quá trình chế biến thì vi khuẩn đã tham gia khá tích cực. Trong mẫu chượp nước mắm Việt Nam thấy có 30 chủng vi sinh vật hiếu khí, 52 chủng vi sinh vật kỵ khí, đặc biệt nhóm Clostridium kỵ khí là nổi bật hơn cả. Chủng vi khuẩn này phát triển tốt ở nhiệt độ 35-40oC, tối thích là 37oC, pH= 5-9, pHop=7 và trong phạm vi nồng độ muối từ 0-3%, tối thích là 1%. Các vi sinh vật tồn tại trong nước mắm được chia thành 2 nhóm Dựa trên chức năng : Nhóm vi sinh vật thủy phân protein : Bacillus sp., Pseudomonas sp., Halobaterium salinarium, Halobaterium cutirubrum. Ở nồng độ muối cao hoạt tính của enzim từ H. salinarium và H. cutirubrum không bị bất cứ ảnh hưởng nào. Tuy nhiên các tác nhân kìm hãm như EDTA có thể vô hoạt hoàn toàn chúng. Ion Zn2+, Mg2+ có thể làm tăng trở lại hoạt tính của enzim một cách chậm chạp. Những enzim từ những vi sinh vật ưa muối có thể chịu được nồng độ muối cao tuy nhiên khi không có muối thì hầu hết chúng đều bị vô hoạt. Những vi sinh vật rất ưa muối có khuynh hướng chuyển hóa amino acid hiệu quả hơn so với carbohydrate [11] Nhóm vi sinh vật phát triển mùi vị trong nước mắm. Nhóm này gồm có : Bacillus, Coryneform, Streptococus, Micrococus và Staphylococus[11].Đa số những vi sinh vật gây hương thường là yếm khí vì vậy quá trình gài nén sẽ tạo cho nước mắm hương vị thơm ngon hơn hẳn so với các loại nước mắm sản xuất theo các phương thức khác. Dựa trên khả năng chịu muối : Nhóm vi sinh vật ưa muối có thể phát triển được trong môi trường có nồng độ muối trên 10%, chủ yếu là loại Cocci. Nhóm vi sinh vật không ưa muối. Dựa vào oxy cũng có thể chia làm 2 loại vi sinh vật : hiếu khí và kị khí Thời gian đầu của quá trình chế biến nước mắm, vi sinh vật hiếu khí phát triển được và tham gia vào quá trình thủy phân cá thông qua enzim vi sinh vật nhưng dần dần muối ngấm vào cá thì hoạt động của chúng giảm dần còn vi sinh vật yếm khí thì hoạt động được ở giai đoạn sau của quá trình chế biến nước mắm. Những vi sinh vật gây hương yếm khí, bản thân không ưa muối nhưng trong môi trường chế biến chượp chúng thích nghi dần với độ mặn và có thể phát huy tác dụng. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC MẮM Nguyên liệu sản xuất nước mắm a) Cá Nước mắm có thể làm từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau nhưng đặc trưng nhất vẫn là sản phẩm nước mắm làm từ cá. Việc chọn lựa cá trong sản xuất có ý nghĩa quan trọng quyết định đến chất lượng của nước mắm thành phẩm sau này. Thành phần hóa học của các loại cá Bảng 1.6 Thành phần cá nước ngọt[2] STT Tên loại cá Thành phần hóa học (% khối lượng) Nước Protit Lipit 1 2 3 4 5 6 Diếc Chép Trắm đen Mè hoa Mè trắng Lòng canh 85 79 77 82 86 76 13 18.1 17.9 14.5 10.0 15.6 1.1 1.5 3.8 0.6 1.0 2.3 Bảng 1.7 Thành phần cá biển[2] STT Tên loại cá Thành phần hóa học (% khối lượng) Nước Protit Lipit 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nục sồ Mối thường Trích Phèn hai sọc Lươn ngắn Cơm Mòi Lẹp Chuồn 76.8 77.5 75.9 76.2 79.3 75.14 76.66 81.84 76.17 21.75 19.26 21.76 20.35 19.03 11.25 9.37 10.00 9.75 0.85 1.8 3.15 2.2 1.21 2.1 14.4 1.4 7.5 Ngoài các thành phần trên trong cá còn chứa một lượng gluxit (gồm glucose, fructose, sacarose, lactose, tinh bột …), thành phần khoáng (P, Fe, Na, Mg, Cl, I tương đối nhiều, hàm lượng Al, Mn, Cr, Pb, Co, Li, Sr ít hơn và hàm lượng F, Ni, Si, Ag, Sb, Sn, Zn rất ít), và các vitamin (vitamin tan trong chất béo như A, D, E và vitamin tan trong nước như vitamin nhóm B) Cá dùng để chế biến nước mắm Phú Quốc là giống cá cơm (Stophorus) thuộc hội cá trỏng (Engraulidae), gồm nhiều loài cá cơm than, cá cơm đỏ, cá cơm sọc tiêu, cá cơm sọc phấn, cá cơm phấn chì… được đánh bắt bằng lưới vây. Một số vùng khác có thể dùng cá mòi, cá trích, cá nục … Tỷ lệ cá trong nguyên liệu >95%, lượng cá tạp <5%. b) Muối Muối yêu cầu được đưa vào sản xuất phải ít tạp chất có hàm lượng NaCl tối thiểu đạt 85-90%. Muối sử dụng làm nước mắm là muối biển thường được sản xuất tại các vùng muối truyền thống như Bà Rịa-Vũng Tàu, Phan Thiết hoặc muối có chất lượng tương đương. Muối đưa vào sản xuất phải có thời gian bảo quản 60 ngày kể từ ngày sản xuất. c) Một số nguyên liệu phụ Người ta còn sử dụng thêm một số nguyên liệu trái cây như dứa, mít chín, thính gạo… cho vào thùng trộn chung với cá và muối. Thính là loại ngũ cốc như nếp, gạo, bắp… được rang vàng. Thính có tác dụng làm cho nước mắm tăng mùi thơm, màu sắc đẹp hơn. Cách làm thính: + thính gạo: gạo đem bỏ vào chảo, rang đảo đều với ngọn lửa vừa cho tới khi hạt gạo bên ngoài xám đen còn bên trong vàng đậm thì thôi. + thính vừng: cũng rang như thính gạo nhưng ngọn lửa đun nhỏ hơn. + thính ngô: đem ngô ngâm nước một đêm ( để khi rang ngô sẽ không nở ), phơi cho ráo nước rồi đem rang như cách làm thính gạo. Thính rang xong đem giã nhỏ, cất kín để sử dụng. Nước màu: ở miền Nam người ta thường dùng nước màu để làm nước mắm được dịu, vị ngọt, màu vàng đẹp. Cách thắng nước màu: đun mật hoặc đường đến độ ngả màu dán hoặc thử vào nước lã thấy đóng cục, cắn ròn là được. Dùng vải phin trắng lọc lấy nước màu để pha chế vào nước mắm. Ớt, riềng: ở Quảng Bình người ta thường dùng ớt, riềng khô thêm vào trong khi muối cá để làm cho nước mắm sau này có vị cay, ít mùi tanh. Quả dứa: ở Phú Quốc, Phan Thiết, Nam Ổ, Cấn Thơ… người ta hay dùng mít chín hoặc dứa chín thêm vào trong khi muối cá để làm cho nước mắm sau này có vị ngọt, hương thơm. Dứa còn có chứa enzim bromalin là một loại protease giúp thủy phân nhanh chóng protein thịt cá, rút ngắn thời gian lên men. Mắm ruốc, ruột cá: khi cho ruột cá, mắm ruốc (đã chín ngấu thì càng tốt) vào chượp thì sẽ mau chín, vừa có mùi thơm đặc trưng của nước mắm cao đạm. 2.2 Một số thuật ngữ trong sản xuất nước mắm - Chượp : là hỗn hợp cá với muối - Nước bổi : là nước cốt từ cơ thể cá chảy ra 2.3 Quy trình công nghệ Dưới đây là quy trình làm nước mắm truyền thống dài ngày theo phương pháp gài nén Rửa sạch Phân loại Trộn muối Cá Muối Tạp chất Lên men Chiết rút nước bổi Pha đấu Nước mắm Bã Đóng chai Chai, nắp Bã Chiết rút nước bổi Pha đấu Đóng bao bì Nước mắm 2.4 Thuyết minh quy trình 1. Rửa sạch a) Mục đích - Chuẩn bị : + loại sạch các tạp chất như cát, đất, chất bẩn, chất nhầy, một phần vi sinh vật bám trên nguyên liệu để chuẩn bị vào thùng ướp muối + giúp cho việc phân loại dễ dàng b) Các biến đổi - Vật lý : + khối lượng nguyên liệu giảm do các chất bẩn được tách ra + bề mặt cá giảm sự trơn nhớt c) Cách thực hiện Giai đoạn này cũng có khi được bỏ qua do trước khi đánh bắt lên bờ cá đã được rửa qua nước biển rồi. - Đối với cá tươi : Dùng nước biển sạch để rửa cá - Đối với cá ướp đông :phải rã đông trước rồi tiến hành rửa bằng nước biển sạch. - Đối với cá hơi bị ươn : rửa bằng nước muối 50Be 2. Phân loại a) Mục đích - Chuẩn bị : lựa chọn cá phân ra các cấp loại khác nhau để tạo nên nước mắm sau này có chất lượng khác nhau. b) Các biến đổi - Cảm quan : chất lượng cá đồng đều c) Cách thực hiện - Phân lọai cá bằng phương pháp thủ công. - Phân riêng ra những con nào quá nhỏ hay quá to, loại bỏ cáù ươn hỏng nặng. 3.Trộn muối a) Mục đích : - Bảo quản : muối có tác dụng ức chế sự hoạt động của vi sinh vât - Hoàn thiện : trộn muối làm tăng giá trị cảm quan cho nước mắm. b) Các biến đổi - Vật lý + có sự khuếch tán muối vào bên trong thịt cá và một số chất trong dịch cá chảy ra bên ngoài. + tỷ trọng thịt cá thay đổi. - Sinh học & hóa sinh : ức chế vi sinh vật và enzim - Cảm quan : + Vị : tăng vị mặn cho thịt cá + Cấu trúc : thịt cá mềm dần và thoát dịch ra bên ngoài c) Thông số kỹ thuật - Thường lượng muối cho vào với tỷ lệ 3 cá:1 muối. - Đối với từng loại cá khác nhau cũng có khi người ta cho những lượng muối có khác nhau Bảng 1.8 : Lượng muối cần thiết cho từng loại cá [2] Stt Loại cá Lượng muối (%) 1 Cá nục 25-32 2 Cá trích 25-30 3 Cá cơm 22-28 4 Cá lẹp 25-30 5 Cá tạp 25-32 c) Cách thực hiện Có hai cách ướp muối - Cách 1 : Cho vào thùng gỗ một lớp cá, một lớp trái cây (dứa)và một lớp muối. Trung bình mỗi lớp hỗn hợp trên dày 8-12cm. Sau đó trên cùng phủ một lớp muối dày 3 cm. - Cách 2 : Trộn đều cá với muối có thể trộn thêm với dứa băm nhỏ sau đó cho hỗn hợp vào thùng gỗ (lưu ý tránh làm nát cá). Sau đó ta phủ trên cùng một lớp muối dày 3 cm như trên. Mục đích của việc phủ muối lên trên mặt để tạo môi trường kỵ khí đồng thời ngăn chặn dòi bọ. Khối hỗn hợp này thường được gọi là “chượp”. Thường kích thước thùng gỗ là : cao 2 -2.5m, đường kính 1.5 -2m, và thùng được làm từ gỗ mềm như bằng lăng, mít, bờ lời để khi niền lại bằng dây song chạy quanh mặt ngoài thân thùng thì các mảnh gỗ siết chặt vào nhau không còn khe hở. Hình 1.2 Chuẩn bị các thùng gỗ lên men Hình 1.3 Đổ hỗn hợp cá muối vào thùng lên men 4. Lên men a) Mục đích - Chế biến : Tạo màu sắc, hương vị thơm ngon cho nước mắm thành phẩm. b) Các biến đổi - Vật lý : + có sự thoát dịch từ trong khối cá ra ngoài. + muối ngấm dần vào thịt cá. + thịt cá trở nên mềm và rã dần theo thời gian lên men. + có sự tăng nhiệt độ khối cá khi ủ chín. - Hóa học : + có sự hình thành các cấu tử tạo hương