Đề tài Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục

Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 1 PHỤ LỤC Tiêu đề Trang 1. Nguyên liệu ................................................................................................................... 5 1.1 Cá nục ........................................................................................................................ 5 1.1.1 Đặc điểm ............................................................................................................... 5 1.1.2 Phân phối và môi trường sống ........................................................................... 6 1.1.3 Thành phần hóa học và tiêu chuẩn của cá nục ................................................. 6 1.2 Muối ......................................................................................................................... 14 2. Vi sinh vật và enzyme trong sản xuất nước mắm ................................................... 16 2.1 Hệ vi sinh vật trong sản xuất nước mắm ............................................................ 16 2.2 Nấm mốc Aspergillus.oryzae ................................................................................ 17 2.3 Đặc điểm protease của nấm môc ......................................................................... 20 2.4 Các hệ enzyme trong nước mắm ......................................................................... 22 3. Sơ đồ ............................................................................................................................ 23 4. Thuyết minh ................................................................................................................ 24 4.1 Rửa .......................................................................................................................... 24 4.2 Lên mem .................................................................................................................. 25 4.3 Lọc .......................................................................................................................... 28 4.4 Cô đặc ..................................................................................................................... 29 4.5 Bổ sung hương ....................................................................................................... 31 4.6 Đóng chai ................................................................................................................ 33 5. Sản phẩm .................................................................................................................... 34 5.1 Tiêu chuẩn nước mắm thành phẩm .................................................................... 34 5.2 Giá trị dinh dưỡng của nước mắm ...................................................................... 35 5.3 Các chất bay hơi .................................................................................................... 35 5.4 Các chất khác ......................................................................................................... 35 6. Thành tựu công nghệ ................................................................................................. 35 6.1 Chế phẩm enyme protease từ vi sinh vật ............................................................. 36 6.2 Phân lập chủng vi sinh vật tạo hương .................................................................. 36 7.Tài liệu tham khảo ...................................................................................................... 36 Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 2 PHỤ LỤC BẢNG Bảng Trang Bảng 1 : Thành phần khối lượng của một số loài cá kinh tế .......................................... 6 Bảng 2 : Thành phần hóa học của một số loài cá biển .................................................... 7 Bảng 3: Hàm lượng một số acid amin tính theo % lượng protid của da,vây,vẩy của một số loài cá ............................................................................................................... 7 Bảng 4 : Thành phần các amino acid chủ yếu trong cá so với tổng lượng protêin và trong các động vật khác (%prôtêin) ........................................................................................... 7 Bảng 5 : Thành phần lipid của các loại cá .................................................................... 11 Bảng 6: Phạm vi hoạt động của một số loại enzyme ..................................................... 13 Bảng 7: Chỉ tiêu hóa hóa lý của các loại muối ăn .......................................................... 16 Bảng 8: Một số tính chất của protease VSV .................................................................. 18 Bảng 9: Một số nấm mốc có khả năng tổng hợp mạnh Protease (P) ........................... 19 Bảng 10: Đặc điểm protease nấm sợi ............................................................................ 20 Bảng 11 : Các chỉ tiêu cảm quan của chượp .................................................................. 32 Bảng 13 : chỉ tiêu hóa hóa học phân loại nước mắm ................................................... 32 Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 3 PHỤ LỤC HÌNH Hình Trang Hình 1 : Cá nục ................................................................................................................... 5 Hình 2: Máy rửa băng chuyền ........................................................................................ 25 Hình 3 : Thiết bị lên men ............................................................................................... 27 Hình 4: Máy lọc tinh vi kiểu ống ................................................................................... 29 Hình 5: Thiết bị cô đặc chân không ............................................................................... 30 Hình 6: Thiết bị chiết rót tự động ................................................................................... 33 Hình 7: Thiết bị đóng nắp tự động ................................................................................. 34 Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 4 LỜI MỞ ĐẦU Nước mắm là sản phẩn lên men từ các loại cá , là sản phẩm truyền thống của dân tôc Việt Nam . Nước mắm được sản xuất rất lâu , cho đến nay chưa có tài liêu nào xác định được thời diểm chính xác và ai là người Việt Nam đầu tiên đưa ra qui trình sản xuất sản phẩm này. Chỉ biết rằng , nước mắm đã gắn liền với đời sống hằng ngày và là một bản sắc vắn hóa rất riêng của dân tộc Việt Nam . Công trình nghiên cứu nước mắm đầu tiên là do bác sĩ Rode vào năm 1914. Sau đó nhà nghiên cứu người Pháp khác như Matxna, Krem, Bots, Ghibec. Kết quả nghiên cưu về thành phần hóa học và công nghệ sản xuât nước mắm được các nhà khoa học đưa ra các kết luận sau : 1. Nước mắm là hỗn hợp các acid amin. Các acid amin này được tạo thành do sự thủy phân của protease. Các protease này là do vi sinh vật tổng hợp nên. 2. Muốn có tác dụng ức chế vi sinhvật gây thối. Tỉ lệ muối thích hợp là 20 – 25% 3. Tác dụng làm ngấu và tạo hương ngoài protease của vi sinh vật còn do các enzyme tiêu hóa cơ trong nội tạng cá. 4. Nhiệt độ có tác dụng rất lớn đến hoạt động của các enzyme trong quá trình sản xuất nước mắm. Nhiệt độ thích hợp là 36 – 440C 5. Trong quá trình thủy phân độ acid tăng. Ban đầu của quá trình làm nước mắm môi trường kiềm có tác dụng rất tốt. Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 5 1. NGUYÊN LIỆU 1.1 Cá nục : - Ngành:Chordata - Lớp: Lớp phụ - Bộ: Perciformes - Gia đình: Carangidae - Chi: Decapterus Hình 1 : Cá nục 1.1.1 Đặc điểm : Thân hình thoi, dẹp bên. Chiều dài thân bằng 4,0 - 4,5 lần chiều cao thân, bằng 3,3 - 3,7 lần chiều dài đầu. Mép sau xương nắp mang trơn, góc trên xương nắp mang lõm. Mõm dài, nhọn. Miệng lớn, chếch, hàm dưới dài hơn hàm trên.Răng nhỏ, nhọn, hàm trên và hàm dưới đều có một hàng. Toàn thân, má và nắp mang phủ vảy tròn, nhỏ. Đường bên hoàn toàn, vảy lăng phủ kín cả đoạn thẳng.Vây lưng dài, thấp. Vây ngực dài, mút vây đạt đến hoặc quá lỗ hậu môn.Phần lưng màu xanh xám, bụng màu trắng. Đỉnh vây lưng thứ hai có màu trắng. Cá nục có màu xanh trên đầu và màu trắng dưới bụng . Mang cá có một điểm nhỏ màu đen. Cá nục có chín gai trên vây lưng và 30-34 tia mềm. Vây hậu môn của cá nục chỉ có ba gai và 26-29 tia mềm . Cá nục thường có một sọc màu vàng chạy từ đầu đến cuống đuôi, ở con cá nục dài nhất thì chiều dài ghi nhận được là 30cm, không xa với chiều dài người lớn trung bình được ước tính là 12 inch (30,48 cm). Thành phần chiều dài: Cá đánh bắt được có chiều dài dao động từ 60 đến 239 mm, chủ yếu là nhóm chiều dài 120 đến 189 mm. Thành phần chiều dài của cá đánh bắt được trong mùa gió mùa Đông Bắc và Tây Nam hơi khác nhau. Thành phần chiều dài của cá Nục sồ đánh bắt được bằng các loại lưới khác gần như nhau. Điều này có thể được giải thích bởi sự di cư thẳng đứng theo ngày đêm của loài này . Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 6 1.1.2 Phân phối và môi trường sống - Cá nục được biết đến từ đại dương Đại Tây Dương, cụ thể loài này đến từ Nova Scotia ở phía bắc đến Rio de Janeiro ở phía nam, bao gồm cả vùng biển Caribê và Vịnh Mexico ở phía tây. Về phía đông, chúng được biết đến từ Maroc ở phía Bắc đến Nam Phi ở phía nam, bao gồm cả những hòn đảo Madeira, quần đảo Canary, Cape Verde, Đảo Ascension và St Helena. - Cá nục đẻ trứng quanh năm, cũng tại vùng biển xa bờ , trứng của chúng trôi nổi trong vùng nước nổi trước khi nuôi. - Cá nục sồ thuộc giống cá nục (Decapterus). Giống Decapterus ở Việt Nam cho đến nay đã bắt gặp 4 loài là : D.maruadsi, D.lajang, D.kuroides và D.russelli. Trong 4 loai này, cá Nục sồ (D.maruadsi) có sản lượng cao nhất - Cá Nục sồ phân bố rộng ở biển Việt Nam, bắt gặp ở vùng biển ven bờ từ Vịnh Bắc Bộ tới Vịnh Thái Lan, chủ yếu ở độ sâu 30 – 60m. 1.1.3 Thành phần hóa học và tính chất của cá Thành phần hóa học thịt của cá có thể biến đổi trong phạm vi: • Protid chiếm từ 15.8 – 24%, hầu hết các loại cá từ protid từ 16-21% có rất ít loại trên 22 và dưới 16% • Lipid chiếm từ 0.3 – 9.25% • Nước chiếm từ 37.7 – 81% • Hàm lượng tro trong cùng một loài và giữa các loài đều biến đổi rất ít, chiếm từ 0.9 – 1.68% Bảng 1 : Thành phần khối lượng của một số loài cá kinh tế Tên cá Thịt phi-lê (%) Đầu cá (%) Xương cá (%) Vây, vẩy cá (%) Nội tạng (%) Nục sồ 55.80 22.90 11.08 3.82 5.60 Thu 75.10 11.20 7.19 1.92 3.50 Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 7 chấm Ngừ 59.00 19.10 7.76 0.81 Bảng 2 : Thành phần hóa học của một số loài cá biển Tên cá Số gam trong 100g thịt cá Nước Protid Lipid Muối Nục sồ 76.8 21.75 0.85 1.32 Mối thường 77.5 19.26 0.85 1.8 Trích xương 75.9 21.76 3.15 1.70 Cơm 75.14 11.25 2.10 0.90 1.1.3.1 Protein Được cấu tạo từ các acid amin, các acid amin không thay thế quyết định giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Bảng 3: Hàm lượng một số acid amin tính theo % lượng protid của da,vây,vẩy của một số loài cá Loài cá Glycin Acid aspatic Acid glutamic Cá nục 4.5 8.7 13 Cá thu 7.5 9.0 12 Cá trích lớn - 9.0 13 Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 8 Bảng 4 : Thành phần các amino acid chủ yếu trong cá so với tổng lượng protêin và trong các động vật khác (%prôtêin) Amino acid Cá Sữa Thịt bò Trứng Lysine 8.8 8.1 9.3 6.8 Trytophan 1.0 1.6 1.1 1.9 Histidine 2.0 2.6 2.8 3.2 Phenylalanine 3.9 5.3 4.5 5.4 Leucine 8.4 10.2 8.2 8.4 Isoleucine 6.0 7.2 5.2 7.1 Threonine 4.6 4.4 4.2 5.5 Methionine- cystine 4.0 4.3 2.9 2.3 Valine 6.0 7.6 5.0 8.1 ( Hóa thủy sản) Protein của cá là nguồn giàu các acid amin có chứa lưu huỳnh và lysine. Protein của cá chia làm 3 phần: Protein cấu trúc (protein tơ cơ) Gồm các sợi myosin, actin, actomyosin và tropomyosin chiếm khoảng 65 – 75% tổng hàm lượng protein trong cá. Các protein cấu trúc này có chức năng co rút đảm nhận các hoạt động của cơ. Myosin và actin là các protein tham gia trực tiếp vào quá trình co duỗi cơ. Protein cấu trúc có khả năng hòa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion khá cao (> 0,5M). Protein chất cơ (protein tương cơ) Gồm myoglobin, myoalbumin, globulin và các enzyme, chiếm khoảng 25 – 30% hàm lượng protein trong cá. Các protein này hòa tan trong nước, trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion thấp (< 0,15%). Hầu hết protein chất cơ bị đông tụ khi đun nóng trong nước ở nhiệt độ trên 500C. Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 9 Trong quá trình chế biến và bảo quản, myoglobin dễ bị oxy hóa thành metmyoglobin, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm. Protein mô liên kết Bao gồm các sợi collagen, elastin. Hàm lượng collagen ở cơ thịt cá thấp hơn ở động vật có vú, thường khoảng 1 – 10% tổng lượng protein và 0,2 – 2,2% trọng lượng của cơ thịt. Chiếm khoảng 3% ở cá xương và khoảng 10% ở cá sụn. Có trong mạng lưới ngoại bào, không tan trong nước, dung dịch kiềm hoặc dung dịch muối có nồng độ ion cao Điểm đẳng điện pI của protein cá vào khoảng pH = 4,5 – 5,5. Tại giá trị này protein có độ hòa tan thấp nhất. Cấu trúc hình thái của protein cá dễ bị biến đổi do môi trường vật lí thay đổi. Tính tan của protein trong sợi cơ thay đổi sau khi đông khô. Việc xử lý với nồng độ muối cao hoặc xử lý bằng nhiệt có thể dẫn đến sự biến tính sau đó cấu trúc protein bị thay đổi không hồi phục được. Protein tương cơ có khả năng hòa tan cao trong nước, làm mất giá trị dinh dưỡng do một lượng protein đáng kể thoát ra khi rửa, ướp muối, tan giá,... Vì vậy cần chú ý để duy trì giá trị dinh dưỡng và mùi vị của sản phẩm. Protein mô liên kết ở da cá, bong bóng cá, vách cơ khác nhau. Các sợi collagen ở các mô của cá tạo nên cấu trúc mạng lưới mỏng với mức độ phức tạp khác nhau. Tuy nhiên collagen của cá kém bền nhiệt và ít có các liên kết chéo hơn nhưng nhạy cảm hơn collagen ở động vật máu nóng có xương sống. 1.1.3.2 Thành phần trích ly chứa nitơ phi protein Chất phi protein là thành phần hòa tan trong nước, có khối lượng phân tử thấp và chiếm khoảng 9 – 18% tổng hàm lượng protein ở cá có xương, khoảng 33 – 38% các loài cá sụn. Thành phần chính của hợp chất này bao gồm các chất bay hơi (amoniac, trimethylamin), trimethylamineoxide (TMAO), dimethylamineoxid (DMAO), các acide amin tự do, ure (có nhiều trong cá sụn), nucleotide, ... Thành phần chất trích ly chứa nitơ phi protein khác nhau phụ thuộc vào loài, kích cỡ, mùa vụ, phần cơ lấy mẫu, ... Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 10 Các chất trích ly chứa nitơ phi protein rất quan trọng đối với các nhà chế biến thủy sản bởi vì chúng ảnh hưởng đến mọi tính chất của thực phẩm như: màu sắc, mùi vị, trạng thái cấu trúc, dinh dưỡng, sự an toàn và sự hư hỏng sau thu hoạch. Trimethylamineoxid (TMAO) TMAO là thành phần đặc trưng và quan trọng của nhóm chất chứa nitơ phi protein. TMAO có chủ yếu trong các loài cá nước mặn và ít được tìm thấy trong các loài cá nước ngọt. Hàm lượng TMAO trong các loài cá khác nhau tùy theo loài, điều kiện sinh sống, kích cỡ. Cá hoạt động bơi lội nhiều, kích cỡ lớn chứa nhiều TMAO hơn cá nhỏ và ít bơi lội trong nước. Hàm lượng TMAO chứa cao nhất trong các loài cá sụn (cá nhám), mực,........ Theo Tokunaga (1970), hàm lượng TMAO trong cá nổi như cá trích, cá thu, cá ngừ , cá nục tập trung cao nhất trong cơ thịt sẫm, trong khi đó các loài cá đáy thịt trắng có hàm lượng TMAO cao hơn nhiều trong cơ thịt màu sáng. TMAO có vai trò điều hòa áp suất thẩm thấu cùa cá, vì vậy giúp cá chống lại áp suất thẩm thấu gây ra do sự chênh lệch nồng độ muối trong nước biển. Các acid amin tự do Các acid amine tự do chiếm khoảng 0,5 – 2% trọng lượng cơ thịt, chúng góp phần tạo nên mùi vị đặc trưng của nguyên liệu. Hàm lượng acid amin tự do càng nhiều thì vi khuẩn gây hư hỏng phát triển càng nhanh và sinh ra mùi amoniac. Các loài cá có cơ thịt sẫm và thường vận động như cá ngừ, cá thu có hàm lượng histidine cao. Cơ thịt sẫm chứa histidine cao hơn thịt trắng. Trong thời gian bảo quản histidine bị vi sinh vật khử nhóm carboxyl hình thành độc tố histamine. Ure Ure có phổ biến trong tất cả cơ thịt cá, như nói chung có ít hơn 0,05% trong cơ thịt của cá xương, các loài cá sụn biển chứa một lượng lớn ure (1 – 2,5%). Trong quá trình bảo quản ure phân hủy thành NH3 và CO2 dưới tác dụng của enzyme urease của vi sinh vật. Do ure hòa tan trong nước và thấm qua màng tế bào nên nó dễ được tách ra. Amoniac Amoniac có mùi đặc trưng (mùi khai). Trong cơ thịt của cá tươi có lượng nhỏ amoniac. Trong cá xương lượng amoniac thấp nhưng khi bị hư hỏng do vi sinh vật thì lượng Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 11 amoniac tăng nhanh. Khi sự hư hỏng tiến triển, pH của cơ thịt chuyển sang môi trường kiềm do lượng amoniac tăng lên và tạo nên mùi ươn thối của cá. Creatine Là thành phần chính của hợp chất phi protein. Cá ở trạng thái nghỉ ngơi creatine tồn tại dưới dạng mạch vòng phospho và cung cấp năng lượng cho quá trình co cơ. 1.1.3.3 Lipid Cá sử dụng chất béo như nguồn năng lượng dự trữ để duy trì sự sống trong những tháng mùa đông, khi nguồn thức ăn khan hiếm. Hàm lượng lipid dao động nhiều (0,1 – 30%). Cá được phân loại theo hàm lượng chất béo như sau: + Cá gầy (<1% chất béo) như cá tuyết, cá tuyết sọc đen, ... + Cá béo vừa (<10% chất béo) như cá mập, cá bơn lưỡi ngựa, cá nhồng. + Cá béo (>10% chất béo) như cá hồi, cá trích, cá thu,... Bảng 5 : Thành phần lipid của các loại cá Loại cá Hàm lượng chất béo (%) Cá nục sồ 0.85 Cá tuyết 0,1 – 0,9 Cá bơn 0,5 – 9,6 Cá sao 1,1 – 3,6 Cá herring 0,4 – 30 Cá thu 1 - 35 Sự phân chất béo trong cá Chất béo của cá béo thường tập trung trong mô bụng vì đây là vị trí cá ít cử động nhất khi bơi lội trong nước. Mô mỡ còn tập trung ở mô liên kết, nằm giữa các sợi cơ. Với cá gầy, hàm lượng chất béo trong cá dự trữ chủ yếu trong gan. Nước mắm cao đạm ngắn ngày từ cá nục PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 12 Dạng tự nhiên trong chất béo Lipid trong của cá được chia thành 2 nhóm chính: phospholipid và tryglycerit. Phospholipid tạo nên cấu trúc màng tế bào, vì vậy chúng được gọi là lipid cấu trúc. Triglycerit là lipid dự trữ năng lượng có trong các nơi dự trữ chất béo, thường ở trong các tế bào mỡ đặc biệt được bao quanh bằng một màng phospholipid và mạng lưới collagen mỏng hơn. Triglycerit thường được gọi là lipid dự trữ. Một số loài cá có chứa các este dạng sáp như một phấn của các lipid dự trữ. Thành phần chất béo trong cá khác xa so với các loài động vật khác. Điểm khác nhau chủ yếu là chúng bao gồm các acid chưa bão hòa cao. Hàm lượng acid béo chưa bão hòa trong cá biển (88%) cao hơn trong cá nước ngọt (70%). Chất béo trong cá chứa nhiều acid béo chưa bão hòa do đó rất dễ bị oxy hóa sinh ra các sản phẩm cấp thấp như aldehyde, ceton, skaton. Tuy nhiên lipid trong cá rất có lợi cho sức khẻo người tiêu dùng. Các hợp chất có lợi trong lipid cá là các acid béo không no cao, đặc biệt là: acide eicosapentaenoic (EPA 20.5), và acide docosahexaenoic (DHA 22.6). 1.1.3.4 Glucid Hàm lượng glucid trong cơ thịt cá rất thấp, thường dưới 0,5% tồn tại dưới dạng năng lượng dự trữ glycogen. Tuy nhiên hàm lượng glycogen ở cá chiếm khoảng 3%. Cá vừa đẻ trứng lượng glucid dự trữ rất thấp. Sau khi chết, glycogen cơ thịt chuyển thành acid lactic, làm giảm pH của cơ thịt, mất khả năng giữ nước của cơ thịt. Sự biến đổi của pH cơ thịt sau khi chết của cá có ý nghĩa công nghệ rất lớn trong cơ thịt. 1.1.3.5 Enzym Enzym là protein, chúng hoạt động xúc