LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Đề tài: Sử dụng enzyme nhân tạo trong quá
trình sản xuất nước mắm
, Tháng năm
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG I 5
1.1 .Giới thiệu về enzyme nhân tạo 5
1.2. Các nguồn thu enzyme 6
1.3. Quy trình nuôi và phát triển nấm mốc Asp.Oryzae thu nhận enzyme 9
1.3.1. Nguyên lý 9
1.3.2. Phương pháp nuôi cấy 9
1.4. Mục đích sử dụng enzyme nhân tạo trong quá trình chế biến nước mắm 12
2.2. Thuyết minh quy trình 14
2.2.1. Nguyên liệu 14
2.2.2. Xử lý nguyên liệu 19
2.2.3. Quá trình thủy phân của cá 20
2.2.4. Kéo rút và lọc 23
2.2.5. Gây hương cho nước mắm 23
2.2.6. Tiến hành pha đấu nước mắm 24
2.2.7. Bao gói bảo quản 24
2.3. Một số phương pháp chế biến nước mắm 24
2.3.1. Phương pháp cổ truyền 24
2.3.2. Phương pháp hiện đại 26
Kết luận 27
Tài liệu tham khảo 28
MỞ ĐẦU
Với chiều dài hơn hai ngàn cây số bờ biển và có nhiều sông ngòi ao hồ,
Đó là nguồn cung cấp cá và muối dồi dào, là nguyên nhân phát sinh nghề
làm nước mắm của nhân dân ta từ lâu đời. Công thức làm nước mắm được
truyền từ đời này sang đời khác, và mỗi địa phương lại có công thức khác
nhau, tạo ra sản phẩm nước mắm đặt trưng cho từng vùng: Miền Bắc có nước
mắm Cát Hải, Miền Trung có nước mắm Phan Thiết, Miền Trung có nước
mắm Phú Quốc….
Nước mắm là một loại gia vị và cũng là một loại thực phẩm có giá trị
dinh dưỡng cao. Trong bữa ăn hàng ngày của người dân Việt Nam thường
không thiếu nước mắm.
Nước mắm Việt Nam đã được phát triển từ lâu đời cùng với lịch sử phát
triển của dân tộc và mang bản sắc đặc thù của dân tộc Việt Nam. Nước mắm
hấp dẫn mọi người bởi hương vị đậm đà và giá trị dinh dưỡng cao. Bên cạnh
đó nước mắm còn có thể chữa một số bệnh như: đau dạ dày, chữa bỏng, phục
hồi cơ thể khi suy nhược … Ngoài ra nước mắm cũng có tác dụng cung cấp
năng lượng tạm thời khi đi đêm lạnh hoặc khi chuẩn bị lặn sâu dưới nước
người ta thường uống một ít nước mắm để lấy năng lượng.
Xã hội ngày càng phát triển, việc sản xuất cũng theo đó mà phát triển
theo, xưa kia sản xuất chỉ phục vụ cho gia đình và nhân dân quanh vùng dần
cung cấp cho cả nước. Tuy nhiên xu hướng của nước ta hiện nay và của cả
thế giới là phải hội nhập quốc tế do đó mà sản phẩm thủy sản nói chung và
nước mắm nói riêng không chỉ đáp ứng thị trường trong nước mà còn phải
đáp ứng thị trường nước ngoài, muốn vậy sản phẩm phải đảm bảo về chất
lượng cũng như số lượng đồng thời hạ giá thành sản phẩm mới tăng được sức
cạnh tranh trên thị trường quốc tế.
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
Nước mắm được sản xuất từ cá và muối không chỉ được sử dụng rộng rãi
ở Việt Nam, mà hiện nay còn được ưa chuộng ở nhiều nước trên thế giới.
Tương tự như nước mắm các nước trên thế giới cũng có một số loại chấm
khác như: Shottusuru ở Nhật, nampla ở Thái Lan, ở Miễn Điện có Ngapi.
Hay Pilippin có Patic…. Nhưng với phương pháp khác nhau thì sản phẩm có
mùi vị không giống nhau
Phương pháp chế biến nước mắm cổ truyền ở Việt Nam có mùi vị thơm
ngon đặc trưng. Tuy nhiên nó có nhược điểm là độ đạm không cao, chu kì
sản xuất quá dài ( từ 6 tháng đến 1 năm hoặc có thể lâu hơn) hiệu quả kinh tế
không cao, giá thành sản phẩm cao vì vậy không kinh tế, Vài chục năm gần
đây có nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước nhằm rút ngắn thời gian chế
biến và nâng cao chất lượng, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường
trong và ngoài nước .Trong đó tiêu biểu là: sử dụng enzyme nhân tạo trong
quá trình sản xuất nước mắm nhằm rút ngắn thời gian lên men , nghiên cứu
giải quyết hương vị cho mắm để thích hợp với từng thị trường khác nhau,
từng bước cơ giới hoá quá trình sản xuất tiến dần đến tự động hoá trong nghề
sản xuất nước mắm. Vì thế nhóm chúng em đã tìm hiểu đề tài “Sử dụng
enzyme nhân tạo trong quá trình sản xuất nước mắm”
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 4
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN
1.1 .Giới thiệu về enzyme nhân tạo
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của Công nghệ sinh học, các chế
phẩm enzyme được sản xuất càng nhiều và được sử dụng hầu hết trong các lĩnh
vực như: Chế biến thực phẩm, nông nghiệp, chăn nuôi, y tế, và đặc biệt là trong
công nghệ sản xuất nước mắm…Hằng năm lượng enzyme được sản xuất trên thế
giới đạt khoảng trên 300.000 tấn với giá trị trên 500 triệu USD, được phân phối
trong các lĩnh vực khác nhau. Phần lớn enzyme được sản xuất ở quy mô công
nghiệp đều thuộc loại enzyme đơn cấu tử, xúc tác cho các phản ứng phân hủy.
Khoảng 75% chế phẩm là enzyme được sử dụng cho việc thủy phân cơ chất tự
nhiên. Ngoài ra enzyme là chất xúc tác hữu cơ có bản chất protein, đóng vai trò
quan trọng trong sự sinh tồn và phát triển của sinh vật. Do enzyme có bản chất là
protein nên có đầy đủ tính chất của protein. Enzyme xúc tác rất mạnh so với chất
xúc tác vô cơ. Dựa vào đặc điểm này mà ta lợi dụng enzyme trong công nghệ sản
xuất như nước mắm, mắm tôm chua, bột cá thực phẩm…Mỗi loại enzyme xúc tác
cho một phản ứng khác nhau. Và trong sản xuất nước mắm người ta thường sử
dụng enzyme proteaza. Nhóm enzyme này có tác dụng xúc tác thủy phân protein
là chính. Ngoài ra Proteaza là enzyme được sử dụng nhiều nhất hiện nay trong một
số nghành sản xuất như chế biến thực phẩm, sản xuất chất tẩy rửa, thuộc da, y tế,
nông nghiệp
Qua nhiều năm việc gia tăng sử dụng vi sinh vật như một nguồn cung cấp
proteaza đã cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất và sản phẩm được tạo ra nhiều
hơn. Tuy nhiên giá thành chế phẩm proteaza còn khá cao, do đó cũng hạn chế việc
sử dụng rộng rãi enzyme trong sản xuất
Protease phân bố ở thực vật, động vật, vi sinh vật. Tuy nhiên nguồn enzyme
ở vi sinh vật phong phú nhất, có ở hầu hết các vi sinh vật như vi khuẩn, nấm mốc
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 5
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
và xạ khuẩn… Có thể nói vi sinh vật là nguồn nguyên liệu thích hợp nhất để sản
xuất enzyme ở quy mô lớn dùng trong công nghệ và đời sống.
Nhóm enzyme protease (peptit – hidrolase 3.4) xúc tác quá trình thuỷ phân
liên kết liên kết peptit (-CO-NH-)n trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩm
cuối cùng là các axit amin. Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thuỷ phân
liên kết este và vận chuyển axit amin.
Protease cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức độ
tế bào, cơ quan đến cơ thể nên được phân bố rất rộng rãi trên nhiều đối tượng từ vi
sinh vật (vi khuẩn, nấm và virus) đến thực vật (đu đủ, dứa ) và động vật (gan, dạ
dày bê ). So với protease động vật và thực vật, protease vi sinh vật có những đặc
điểm khác biệt. Trước hết hệ protease vi sinh vật là một hệ thống rất phức tạp bao
gồm nhiều enzyme rất giống nhau về cấu trúc, khối lượng và hình dạng phân tử
nên rất khó tách ra dưới dạng tinh thể đồng nhất. Cũng do là phức hệ gồm nhiều
enzyme khác nhau nên protease vi sinh vật thường có tính đặc hiệu rộng rãi cho
sản phẩm thuỷ phân triệt để và đa dạng
1.2. Các nguồn thu enzyme
Vì enzyme là những chất không thể chế biến bằng phương pháp tổng hợp hóa
học người ta thường thu chúng từ các nguồn sinh học. Mặc dù enzyme có trong tất
cả các cơ quan mô của động vật, thực vật cũng như trong tế bào vi sinh vật song
việc tách enzyme nhất là tách với quy mô công nghiệp thuận lợi về kinh tế chỉ có
thể tiến hành trong những trường hợp mà vật liệu có chứa một lượng lớn enzyme
cũng như cho phép thu được enzyme với hiệu suất cao. Và có ba nguồn nguyên
liệu sinh học cơ bản là
- Các mô và cơ quan động vật
- Mô và cơ quan thực vật
- Tế bào vi sinh vật (nấm mốc, vi khuẩn…)
Trong tất cả các nguồn có nguồn gốc từ động vật thì tuyến tụy, màng nhầy,
dạ dày, tim …những phế liệu của công nghiệp thịt dùng để tách enzyme rất tiện
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 6
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
lợi. Dịch tủy có chứa amilaza, lipaza, proteaza, ribonucleaza và một số enzyme
khác. Từ ngăn thứ 4 của dạ dày bê nghé người ta thu chế phẩm renin để làm đông
sữa trong sản xuất phomat. Renin là chế phẩm enzyme có giá trị lớn trong công
nghiệp. Tuy vậy, để sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong nền kinh tế quốc
dân, proteaza động vật ít thuận lợi do sản xuất chúng bị hạn chế và lượng nguyên
liệu để thu enzyme không lớn lắm. Các nguyên liệu này có thể sử dụng trong
nhiều lĩnh vực khác.
Từ thực vật người ta cũng thu được một số chế phẩm enzyme thủy phân như
papain, bromelin, fixin. Đó là các proteinaza thực vật. Người ta thu papain từ nhữa
(mủ) đu đủ xanh bằng cách khuấy nhữa đu đủ một thời gian và sau đó tách lấy kết
tủa protein và đem sấy khô nghiền nhỏ. Bromelin thu từ thân dứa, sau khi hái quả
người ta bỏ lá và ép thân lấy dịch rối dùng dung môi hữu cơ kết tủa enzyme trong
dịch ép. Fixin được tách từ dịch ép thân và lá giống Ficus.
Thực vật (malt đại mạch và các hạt nảy mầm khác ) cũng là nguồn enzyme có
truyền thống được dùng trong công nghiệp rượu, bia, bánh kẹo. Malt chủ yếu có
chứa amilaza hoạt động còn các enzyme thủy phân khác hoạt động yếu. Tuy thế
thu các chế phẩm enzyme thuần khiết từ malt không phổ biến và không kinh tế,
bởi lẽ khi tách enzyme tinh khiết từ malt thì những chất không hòa tan quý giá
(tinh bột, protid ) sẽ không được sử dụng. Malt là nguyên liệu thiếu và đắt vì thế
thu được nó cần phải có hạt có độ phát dục cao. Lượng enzyme thu được từ thực
vật không lớn lắm so với lượng nguyên liệu hao.
Từ các nguồn nguyên liệu động, thực vật chính có thể chiết xuất các chế phẩm
enzyme, chúng ta thấy rằng hai nguồn nguyên liệu đó vì nguyên nhân nào khác (về
công nghệ hay kinh tế….)không thể dùng làm nguyên liệu để sản xuất với quy mô
công nghiệp lớn các chế phẩm enzyme nhằm thỏa mãn các nhu cầu của nền kinh
tế. Như vậy trong các nguồn nguyên liệu sinh học thì nguồn nguyên liệu vi sinh
vật là dồi dào và đầy hứa hẹn. Vì dùng vi sinh vật làm nguồn nguyên liệu để sản
xuất các chế phẩm enzyme sẻ khắc phục được mọi khó khăn và hạn chế mà trong
quá trình sản xuất enzyme từ hai nguồn động, thực vật đã gặp phải.
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 7
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
Chúng ta không thể không công nhận vi sinh vật là nguồn nguyên liệu vô tận
để sản xuất enzyme với một lượng lớn và có thể mở rộng để sản xuất tới phạm vi
cần thiết, đồng thời việc thu chế phẩm cũng dễ dàng và có thể thỏa mãn trong một
mức độ lớn nhu cầu các nghành công nghiệp khác.
Hệ enzyme vi sinh vật vô cùng phong phú. Từ vi sinh vật không những chỉ
có thể thu được một số lớn các enzyme khác nhau, mà từ một số rất lớn các vi sinh
vật đã biết luôn luôn có thể tìm được những vi sinh vật có phức hệ enzyme thích
ứng tốt hơn nhiều với điều kiện của sản xuất. Vi sinh vật có thể đồng hóa bất kỳ
một chất nào trong thiên nhiên. Trong lúc đó có nhiều chất mà động, thực
vậtkhông thể đồng hóa được. Enzyme của vi sinh vật có hoạt tính rất mạnh, vượt
xa các sinh vật khác. Người ta tính được rằng trong vòng 24h, vi sinh vật có thể
chuyển hóa một lượng thức ăn gấp 30 – 40 lần so với trọng lượng cơ thể của
chúng. Ưu việt lớn của việc thu enzyme từ vi sinh vật là có khả năng tăng cường
sinh tổng hợp các enzyme nhờ chọn giống khi tạo được những biến chủng có hoạt
lực cao. Vi sinh vật rất nhạy cảm với hoạt động của môi trường , có khả năng thích
ứng nhanh chóng với nguồn dinh dưỡng. Vì khi thay đổi điều kiện sống của vi
sinh vật hoặc tác động lên chúng bằng các tác nhân khác nhau có thể thay đổi dễ
dàng hệ enzyme cũng như hoạt tính của chúng và tăng tối đa sự tổng hợp các
enzyme trong vi sinh vật nuôi cấy. Điều đó cho phép ta có thể tạo được những
enzyme theo ý muốn, dễ dàng thu được enzyme có độ thuần khiết cao. Vi sinh vật
sinh sản với tốc độ cực nhanh, khối lượng lại nhỏ, kích thước bé nhưng tỉ lễ
enzyme trong tế bào tương đối lớn nên quy trình sản xuất chế phẩm khá dễ dàng,
thao tác thuận lợi, hiệu suất thu hồi cao. Trong một thời gian ngắn, với một quy
mô nhỏ có thể sản xuất được một lượng lớn chế phẩm enzyme.
Trong sản xuất nước mắm có nhiều hệ enzyme tham gia nhưng trong đó chủ
yếu là hệ enzyme proteaza tham gia quá trình thủy phân protein. Do vậy để thúc
đẩy quá trình thủy phân protein hay rút ngắn thời gian chế biến chúng ta phải bổ
sung enzyme proteaza vào. Nguồn enzyme proteaza được thu từ nhiều nguồn khác
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 8
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
nhau như chúng ta đã nêu ở trên tuy nhiên trong bài tiểu luận này chúng em sử
dụng enzyme proteaza thu nhận từ nấm mốc Aspergillus oryzae để bổ sung.
1.3. Quy trình nuôi và phát triển nấm mốc Asp.Oryzae thu nhận enzyme
Yêu cầu mốc có hình xạ khuẩn, ty to, mập không tiết ra độc tố và có màu vàng
hoa cau.
1.3.1. Nguyên lý
Trong nấm mốc chứa một lượng enzyme proteaza như: Inulaza, Imetaza,
Proteolictic, Glutaminza…Chính hệ enzyme này khi cho nấm mốc vào thịt cá nó
kết hợp với enzyme trong nội tạng của cá làm tăng quá trình thủy phân của thịt cá,
rút ngắn thời gian chế biến nước mắm.
Enzyme proteaza enzyme enzyme
Protein polypeptit peptit acid amin
1.3.2. Phương pháp nuôi cấy
Để nhận chế phẩm enzyme proteaza từ vi sinh vật có thể dùng 2 phương pháp
nuôi cấy: Phương pháp nuôi cấy bề mặt và nuôi cấy bề sâu.
Vì nấm mốc là vi sinh vật hiếu khí bắt buộc điển hình, do đó phương pháp nuôi
cấy bề mặt là phương pháp được sử dụng nhiều nhất. Ưu điểm của phương pháp
này là dễ dàng sấy khô, ít hao tổn đến hoạt tính của enzyme, chế phẩm thô dễ vận
chuyển. Không cần thiết bị phức tạp chỉ cần nuôi trên khay và buồng nuôi giữ ở
nhiệt độ và độ ẩm thích hợp quá trình sản xuất ít tốn năng lượng. Ngoài ra phương
pháp này không đòi hỏi vô trùng tuyệt đối nếu vi sinh vật nhiễm tạp phát triển thì
chỉ cần loại bỏ phần nhiễm tạp đó đi còn nếu sử dụng phương pháp nuôi cấy chìm
thì phải bỏ hoàn toàn môi trường cấy đó.
Phương pháp nuôi cấy bề mặt là phương pháp nuôi cấy vi sinh vật mà khi vi
sinh vật sinh trưởng phát triển nó sẻ mọc trên bề mặt môi trường cấy( rắn hoặc
lỏng) và còn được gọi là phương pháp nuôi cấy nổi. Thường sử dụng môi trường
rắn để nuôi cấy vì dễ thao tác, đơn giản hơn. Môi trường trước khi nuôi cấy được
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 9
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
làm ẩm (50 – 60%) nhiệt độ tùy vào loài vi sinh vật, nhiệt độ thích hợp để nấm
mốc phát triển là 30 – 32
o
C.
Môi trường rắn nguyên liệu thường là các nguyên liệu tự nhiên như cám mì,
cám gạo, mảnh ngô, đậu tương …thường dùng nhất là cám.
1.3.3. Sơ đồ nuôi và phát triển nấm mốc
Giải thích quy trình
• Môi trường
Cám gạo 85%, bột đậu nành 1,62%, bột ngô 4,19%, trấu 9,19%.
Trong đó cám gạo là thành phàn chủ yếu nó ảnh hưởng lớn nhất đến khả năng sinh
enzyme proteaza của nấm mốc. Nên chọn loại cám mới có hàm lượng tinh bột lớn
hơn 20%, kích thước hạt cám tương đối lớn để môi trường dễ thông khí. Trấu
thêm vào để tăng độ xốp, nhưng không quá nhiều vì nó sẻ làm cho môi trường
nghèo chất dinh dưỡng làm cho khả năng phát triển của nấm mốc chậm lại, dẫn
đến khả năng tổng hợp enzyme giảm.
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 10
Môi trường
Hấp chín
Làm nguội
Cấy giống
Nuôi dưỡng
Sấy khô
Bao gói
bảo quản
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
Môi trường trước khi nuôi cấy được làm ẩm, độ ẩm thích hợp cho nấm mốc phát
triển là 55 – 60% nếu khô quá nấm mốc sẻ chậm phát triển, nếu ướt quá sẻ làm
cho vi khuẩn phát triển, như vậy sẽ dễ nhiễm tạp đồng thời khó thông khí cho môi
trường nuôi cấy.
• Hấp chín
Trong quá trình hấp chín sẽ làm một phần protein thành dạng hòa tan hoặc
thành acid amin, còn tinh bột thì một phần tạo thành đường hoặc các phân tử khác
nhỏ hơn, giúp cho nấm mốc dễ dàng phát triển. Ngoài ra hấp còn có mục đích
thanh trùng nguyên liệu tránh nhiễm vi sinh vật.
Sau khi hấp xong được àm nguội bằng không khí lạnh, sạch hoặc bằng nước
xuống nhiệt độ 36 – 38
o
C thì gieo mốc giống vào và sau đó trộn đều.Quá trình
nuôi cấy thường kéo dài từ 35 – 48 giờ tùy thuộc vào thời gian hoàn thành việc tạo
ra enzyme.
• Nuôi dưỡng phát triển
Toàn bộ chu trình phát triển của nấm mốc trên môi trường cám có thể chia làm
ba thời kỳ sau.
Trong 10 – 14 giờ đầu, xảy ra sự trương đính bào tử và bắt đầu mọc nấm. Trong
thời kỳ này phòng nuôi cấy cần giữ ở nhiệt độ không dưới 28 – 30
o
C để không
kìm hãm sự phát triển ban đầu của chúng.
Qua thời gian trên hệ sợi nấm bắt đầu phát triển nhanh, thời kỳ này kéo dài trong
14 – 18 giờ. Nấm mốc phát triển mạnh mẽ sử dụng một lượng lớn các chất dinh
dưỡng hô hấp rất mạnh và lượng nhiệt thoát ra nhiều. Vì vậy trong lớp canh
trường nhiệt độ tăng lên đến 37 – 40
o
C và có thể cao hơn tùy vào độ dày của lớp.
Do đó cần phải thổi không khí điều tiết nhiệt độ không thấp hơn 28 - 29
o
C và có
độ ẩm tương đối cực đại.
Thời kỳ thứ ba kéo dài trong 10 – 12 giờ. Trong thời kỳ này quá trình trao đổi chất
xảy ra không mạnh mẽ và dần dần yếu đi, lượng nhiệt thoát ra bé hơn, nhưng sự
tạo enzyme có thể xảy ra nhiều. Phụ thuộc vào tính chất sinh lý của chúng và sự
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 11
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
kết thúc tổng hợp enzyme mà có thể làm ngừng sự phát triển của nấm mốc vào
một thời gian bất kỳ.
• Sấy khô
Canh trường bề mặt của nấm mốc sau khi thu nhận xong đem nghiền nhỏ
( trong máy nghiền đặc biệt) và sấy khô đến độ ẩm 8 – 12% để sử dụng. Chế phẩm
enzyme thu được dưới dạng chế phẩm thô.
• Bao gói, bảo quản
Sau khi sấy khô enzyme được cho vào túi PE hàn kín miệng hoặc giấy chống
ẩm và được bảo quản nơi khô ráo thoáng mát, tránh ánh nắng mặt trời.
1.4. Mục đích sử dụng enzyme nhân tạo trong quá trình chế biến nước mắm
- Thúc đẩy nhanh quá trình thủy phân protein trong cá, rút ngắn thời gian
chế biến nước mắm.
- Tăng độ đạm cho nước mắm.
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 12
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
CHƯƠNG II
Chế biến nước mắm có sử dụng
enzyme nhân tạo
2.1. Quy trình sản xuất
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 13
Đóng gói/ bảo quản
Thủy phân
Chượp chín
Kéo rút, lọc
Bã 1
Bã 2
Phá bã
Xác mắm
Dịch lọc 1
Dịch lọc 2
Nguyên
liệu
Muối
Enzym
e
proteaz
a
Chượp gây hương
Kéo rút
Thành
phẩm
Pha đấu
Phân bón
Thức ăn gia
súc
Nước hâm
Bổ
Sung
muối
3%/lần
Nước muối 23
o
Bé
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
2.2. Thuyết minh quy trình
2.2.1. Nguyên liệu
Cá
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất nước mắm là cá. Nó đóng vai trò quan
trọng, quyết định đến một phần chất lượng nước mắm, do đó việc lựa chọn nguyên
liệu là loại cá nào để đưa vào sản xuất cũng là một vấn đề dáng quan tâm.
Những cơ sở sản xuất có nguồn nguyên liệu truyền thống là cá cơm thì có hương
vị thơm ngon đặc trưng, không phải kéo rút qua chượp gây hương ( Nha Trang,
Phan Thiết, Phú Quốc ) còn những cơ sở sản xuất nước mắm đa số sản xuất từ
nguồn nguyên liệu cá tạp, nên nước mắm thành phẩm có hương vị kém đặc trưng,
do đó phải kéo rút qua chượp gây hương để bổ sung hương vị.
Sở dĩ nguyên liệu làm nước mắm là cá cơm có mùi vị thơm ngon là do các
nguyên nhân sau: Cá cơm là loài cá ăn nổi hoạt động mạnh nên thành phần của cá
ít mỡ. Trong sản xuất không thấy nổi lên lớp máng mỡ dày, do đó mùi vị ôi khét ít
xảy ra.
Cá cơm nói riêng và cá tầng nổi nói chung có hoạt tính enzyme proteaza trong
thịt, ruột cá cao hơn các loại khác nên quá trình thủy phân xảy ra nhanh hơn. Vì
vậy cùng một thời gian sản xuất 6 – 12 tháng thì ở các ô bể có nguyên liệu là cá
cơm thủy phân triệt để hơn, không có mùi vị tanh ngái của cá.
Cá cơm có kích thước nhỏ hơn các loại cá khác nên dễ thủy phân, khi sử dụng
cá tạp để sản xuất nước mắm thì sản phẩm không ngon và hương vị kém hơn là do
cá tạp có hàm lượng mỡ cao nên trên bề mặt xuất hiện một lớp máng mỡ dày. Sự
khác nhau cơ bản giữa các nguyên liệu cá là về thành phần hóa học, về hình dạng
kích thước của chúng.
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 14
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
Cá làm nước mắm chủ yếu sản xuất từ các loại cá biển nhỏ như: cá lục, cá tráp,
cá liệt, cá tạp những loài cá có giá trị kinh tế thấp.
Vì cá là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất ra nước mắm, nên ảnh hưởng
trực tiếp tới chất lượng nước mắm vì vậy cá phải đạt các yêu cầu sau:
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 15
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
- Cá dùng để chế biến là loại cá gầy có hàm lượng lipit thấp( < 0,1%) là tốt
nhất.
- Nên sử dụng các loại cá có kích thước nhỏ vì như vậy sẻ không tốn nhân
công cho công đoạn xử lý nguyên liệu, đồng thời kích thước nhỏ diện tích
bề mặt cá tiếp xúc muối sẻ tăng lên làm chop quá trình thủy phân diễn ra
nhanh chóng.
- Tuyệt đối không dùng các loại cá có chứa độc tố để làm nguyên liệu chế
biến nước mắm. Như trong cá nóc có độc tetrodotocxin, theo nghiên cứu
mới nhất của viện Hải Dương Học Nha Trang thì độc tố tetrodotocxin
không bị thủy phân trong quá trình chế biến nước mắm và không mất đi
khả năng gây đọc tố cho người sử dụng.
- Không dùng các loại cá có chứa tỉ lệ cơ thịt đỏ cao như cá ngừ, cá thu, cá
sòng…vì trong thành phần của cơ thịt đỏ có chứa nhiều axitamin histidin,
đây là một tiền chất của amin histamin, một amin có khả năng gây ngộ
độc cao. Hàm lượng histamin > 20mg/100g thì gây ngộ độc, hàm lượng
nhỏ hơn thì gây đau đầu chóng mặt, nếu bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn
5
o
C thì chỉ một lượng ít histamin được hình thành, nhưng nếu trong điều
kiện nhiệt độ 15 – 20
o
C thì một lượng lớn histamin được tạo thành. Trong
quá trình thủy phân protein thịt cá, chuyển protein thành các phần tử nhỏ
hơn có một số loài vi sinh vật cũng có khả năng chuyển hóa histidin
thành histamin.
Muối
Muối là nguyên liệu quan trọng thứ hai sau cá, nếu không có muối thì cũng
không tạo thành nước mắm, do đó nguyên liệu muối cũng được lựa chọn phù hợp.
Muối có rất nhiều loại, dựa vào nguồn gốc có thể chia ra các loại: Muối mỏ, muối
biển, muối giếng. Do đặc điểm của nước ta có bờ biển dài, lại có khí hậu nhiệt đới
gió mùa nên muối được sản xuất từ biển là phương pháp phổ biến nhất và thu
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 16
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
được năng suất cao. Thành phần hóa học của muối sẻ ảnh hưởng tới chất lượng
mùi vị của nước mắm.
Trong công nghệ ướp muối người ta thường dùng muối hạng 2 và hạng 3.
Trong muối ăn hằng ngày ngoài thành phần chính là NaCl còn có các thành
phần khác như CaCl
2
, MgCl
2
…những muối này có độ hòa tan lớn hơn NaCl do đó
sẻ làm cản trở quá trình thẩm thấu của NaCl vào cá. Độ hòa tan của các muối thể
hiện qua bảng.
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 17
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
Ngoài ra các muối này còn làm cho mùi vị màu sắc của sản phẩm kém đi, nếu
trong thành phần của muối chứa nhiều tạp chất thì nước mắm có vị đắng chát,
ngoài ra trong muối còn có chứa một lượng Kali nếu ta ăn phải với một lượng
nhiều sẽ gây đau đầu buồn nôn. Do vậy muốn sản xuất ra nước mắm có chất lượng
tốt thì phải lựa chọn nguyên liệu có chất lượng tốt, và phải đạt các yêu cầu như
sau:
- Muối phải đạt tiêu chuẩn muối thực phẩm, có độ tinh thiết cao ít lẫn tạp
chất, muối sử dụng trong chế biến tốt nhất là muối được bảo quản trong
một tháng trở lên, là những muối không kết tinh, không vón cục, độ rắn
cao, không ẩm ướt, không có vị đắng chát.
Enzyme
Nước mắm là quá trình thủy phân protein từ thịt cá thành các sản phẩm dạng
trung gian như polypeptid, dipeptid, peptid, pepton và cuối cùng là các acid amin
dưới tác dụng của enzyme proteaza trong bản thân nguyên liệu cá. Dữa trên cơ sở
đó muốn rút ngắn thời gian chế biến nước mắm, ta cần tạo điều kiện thích hợp cho
enzyme proteaza hoạt động để thúc đẩy nhanh quá trình thủy phân. Để đáp ứng
nhu cầu ngày càng tăng về nước mắm đã có nhiều nha khoa học đã nghiên cứu sử
dụng enzyme Proteaza nhân tạo để rút ngắn quá trình thủy phân thịt cá, từ đó rút
ngắn thời gian chế biến nước mắm. Các nguồn để thu enzyme thì như chúng tôi đã
giới thiệu ngay từ đầu: Như enzyme có nguồn gốc từ thực vật, động vật, từ vi sinh
vật, mặc du mới nghiên cứu những năm gần đây, nhưng những nghiên cứu về
enzyme từ vi sinh vật đã đem lại những thành tựu đáng kể, đóng góp to lớn vào
thành công chung của việc nghiên cứu rút ngắn thời gian chế biến nước mắm.
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 18
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
Enzyme có nguồn gốc từ vi sinh vật được sử dụng ưu việt hơn các nguồn enzyme
khác vì:
• Khi sử dụng enzyme có nguồn gốc từ vi sinh vật sẻ chủ động hơn về nguồn
nguyên liệu enzyme, mặt khác chu trình sinh trưởng của vi sinh vật ngắn vì
vậy hiệu suất thu hồi enzyme cao hơn.
• Có thể dễ dàng nhanh chóng điều hòa, định hướng sự tổng hợp enzyme cần
thiết trên cơ sở thay đổi môi trường, chọn lọc hoặc gây đột biến ở chủng vi
sinh vật.
• Giá thành thấp vì môi trường nuôi cấy rẻ tiền và dễ kiếm, có thể sử dụng
phế thải của các nghành công nghiệp khác.
• Độ tinh khiết và độ đòng đều cao, không tạo mùi vị lạ cho sản phẩm, vì vậy
chất lượng sản phẩm thu được sẻ cao hơn.
• Hoạt lực của enzyme từ vi sinh vật mạnh do đó hiệu suất thu hồi đạm từ
nguyên liệu cao, tăng hiệu quả kinh tế, đồng thời thu được sản phẩm có
chất lượng cao.
2.2.2. Xử lý nguyên liệu
Cá được thu mua từ các thuyền đánh bắt, chợ các đầu nậu, cân phải rửa sạch
các tạp chất như bùn, rác thải, tạp chất còn lẫn trong cá.
Nguyên liệu được nhập về cần tiến hành phân loại phân hạng dựa trên kích thước
và chất lượng của cá, yêu cầu đặt ra với nguyên liệu làm nước mắm là đồng đều
về chất lượng và kích cỡ để quá trình thủy phân diễn ra hàng loạt, đều nhau như
vậy quá trình thủy phân sẽ triệt để tránh hao phí đạm do còn lại trong bã gây tổn
thất đạm, làm giảm hiệu quả kinh tế và giảm chất lượng nước mắm. Đối với những
nguyên liệu cá có khối lượng và kích thước lớn thì phải xử lý đập dập, nghiền nhỏ
hoặc cắt khúc để quá trình thủy phân diễn ra hoàn thiện hơn.
Muối phải sử dụng muối ăn đã qua bảo quản, ít nhất là muối đã được bảo quản
hơn một tháng.
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 19
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
Enzyme: Sử dụng enzyme có nguồn gốc từ vi sinh vật, trực tiếp đưa vào sản
xuất, sử dụng chế phẩm enzyme proteaza từ nấm mốc Asp. Oryzae dưới dạng bột
khô và tỷ lệ muối ban đầu so với cá là 8% sau 3 ngày thì bổ sung muối một lần,
mỗi lần 3% cho đến khi tổng khối lượng muối đủ 25%, thời gian thủy phân tùy
theo phương pháp thủy phân. Nếu thủy phân tự nhiên thì hết 10 – 15 ngày.
2.2.3. Quá trình thủy phân của cá
Cơ chế của quá trình hình thành nước mắm
Trong quá trình ướp muối cá, các thành phần của cơ thịt cá bị biến đổi mà chủ
yếu là protein bị thủy phân dưới tác dụng của proteaza có sẵn trong bản thân cá
thành các sản phẩm trung gian rồi thành acid amin.
Proteaza E E
Protein polipetid peptid acid amin
Và quá trình này là một quá trình phức tạp. Vì tính đặc hiệu của enzyme chỉ tác
dụng lên một vài chất đặc hiệu nào đó và một vài kiểu liên kết nhất định.
- Nhóm proteaza có pepsin, trypsin, chimotrypsin, papain, bromelin. Các
proteaza trước hết thủy phân protein.
- Nhóm peptitdaza chỉ có carboxypeptitdaza,aminopeptitdaza, dipeptitdaza.
Các enzyme này trước hết thủy phân các polypeptit.
Sự tham gia của enzyme trong quá trình thủy phân theo cơ chế xúc tác theo sơ đồ:
E +S ES E+P
Trong đó E là enzyme, S là cơ chất, trong quá trình chế biến nước mắm thì S
chủ yếu là protein, ES là phức hợp trung gian giữa enzyme và cơ chất, P là sản
phẩm trong nước mắm chủ yếu là acid amin và các peptid bậc thấp.
Sự tạo thành và chuyển biến hợp chất ES qua 3 bước.
Bước 1: Enzyme kết hợp với protein tạo thành phức chất enzyme protein, bước
này xảy ra khá nhanh liên tiếp không bền.
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 20
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
Bước 2: Xảy ra sự chuyển biến của các phân tử protein dẫn đến làm phá vỡ các
mối liên kết đồng hóa trị tham gia vào phản ứng. Khi đó phức chất ES đồng thời
xảy ra hai quá trình là sự dịch chuyển thay đổi electron, dẫn đến cự cực hóa các
mối liên kết tham gia vào phản ứng và sự biến dạng mối hình học của nối liên kết
đồng hóa trị trong phân tử protein cũng như trong trung tâm hoạt động của, làm
cho protein hoạt động làm cho quá trình thủy phân diễn ra dễ dàng hơn.
Bước 3: Giai đoạn tạo thành các acid amin, peptit cấp thấp, giải phóng
enzyme.
Các hệ enzyme tham gia vào quá trình
Trong quá trình chế biến nước mắm có rất nhiều hệ enzyme tham gia nhưng
trong đó chủ yếu là hệ enzyme proteaza tham gia quá trình thủy phân protein gồm
có: metaloproteaza và serin_proteaza, acid proteaza.
- Hệ metaloproteaza
Hệ enzyme này tồn tại trong nội tạng của cá và chịu được nồng độ muối cao
nên ngay từ đầu nó đã hoạt động mạnh, giàm dần từ tháng thứ 3 trở về sau.
Enzyme này có hoạt tính khá mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi đối với các
loại peptid. Đây là nhóm thủy phân enzyme trung tính, pH tối thích từ 5 – 7, pI =
4- 5.
- Hệ serin proteaza
Điển hình là tripsin, tồn tại nhiều trong nội tạng của cá. Ở giai đoạn đầu hoạt
động yếu đến tháng thứ 2 bắt đầu phát triển đến giá trị cực đại và giảm dần qua
tháng thứ 3 cho đến khi chượp chín.Hệ enzyme này thường bị ức chế bởi chuỗi
peptit nằm trong cấu trúc enzyme. Và được hoạt hóa bởi enzyme cathepsin B
nhưng men cathepsin bị ức chế bởi nồng độ muối cao trong quá trình chế biến
nước mắm. Vì vậy để enzyme cathepsin hoạt động được ta phải cho muối nhiều
lần. Enzyme serin proteaza hoạt động mạnh ở môi trường pH= 5 – 10 mạnh nhất ở
pH = 9.
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 21
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
- Hệ acid proteaza
Hệ enzyme này có nhiều trong cơ thịt cá, điển hình là enzyme cathepsin D. Hệ
enzyme này dễ bị ức chế bởi nồng độ muối khoáng 15% nên chỉ tồn tại trong một
thời gian ngắn ở đầu thời kỳ của quá trình thủy phân
Vai trò của vi sinh vật (VSV )
VSV có mặt ngay từ đầu của quá trình chế biến do nguyên liệu, dụng cụ và từ
môi trường nhiễm vào, nhưng do nồng độ muối cao nên chúng không hoạt động
được. Ngay trong giai đoạn ngắn đầu tiên khi muối chưa kịp tác dụng, có một ít
VSV gây thối hoạt động. Với sự hình thành của nước bổi, độ mặn tăng dần lên,
khi đạt từ 12% trở lên thì VSV gây thối hầu như ngừng hoạt động và các vi khuẩn
hầu như cũng bị ức chế. Như vậy trong quá trình chế biến nước mắm sự tham gia
của VSV trong quá trình thủy phân tương đối yếu nhưng về sự hình thành mùi vị
của nước mắm trong quá trình chế biến thì vi khuẩn gây hương đã tham gia khá
tích cực.
Tiến hành thủy phân
Nguyên liệu cá sau khi được xử lý đạp dập trộn đều với 0,1% chế phẩm
enzyme proteaza đảo trộn đều trong 30 phút, để enzyme khuếch tán trong nguyên
liệu, sau đó trộn với muối tỉ lệ 6% so với nguyên liệu cá và cho vào thùng có nắp
đậy. Hằng ngày mở nắp đánh khuấy 2 lần mỗi lần khoảng 10 – 15 phút. Sau khi
đánh đảo xong thì đậy nắp lại tránh ánh nắng chiếu trực tiếp vào khối chượp, sau 2
– 3 ngày thì cá nát nhừ và xảy ra hiện tượng cá đòi muối (khối chượp sủi bọt, mùi
tanh bốc lên ) lúc này ta cho thêm 3% muối nữa, sau 10 – 12 ngày chượp đã vào
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 22
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
giai đoạn đã ổn định, mùi không còn tanh, có mùi nước mắm nhẹ. Chượp chín khi
thấy nước cốt có màu vàng nâu đến màu cánh gián.
2.2.4. Kéo rút và lọc
Khi chượp đã chín ( kết thúc quá trình thủy phân ) ta chuyển sang giai đoạn
lọc, để chượp ổn định khoảng 2 – 3 ngày, ta mở nút lù cho dịch lọc chảy ra thùng
hứng , điều chỉnh lưu lượng sao cho dịch lọc chảy ra được trong, không bị vẫy
đục, dịch thu được gọi là dịch lọc 1, kéo rút qua chượp gây hương. Phần bã còn lại
ta cho nước thuộc vào khuấy đảo 3 – 4lần trong một ngày cho lượng đạm còn
trong bã hoà tan ra. Lượng nước thuộc cho vào mỗi lần 25% so với nguyên liệu
ban đầu. Sau hai ngày khuấy đảo để yên 2 – 3 ngày bã chượp lắng xuống thì mở
nút lù lọc như trên. Dịch lọc thu được gọi là dịch lọc II, bã 2 lúc này còn lượng
đạm rất ít, lượng đạm tổng quát còn khoảng 4 – 5g/l thì đem nấu phá bã, dịch phá
bã thu được gọi là nước thuộc dùng để kéo rút nâng đạm ở các mẻ sau. Bã còn lại
có thể đem chế biến làm thức ăn chăn nuôi hoặc phân bón. Dịch lọc 2 thu được có
nhiều loại, loại có hàm lượng đạm tổng quát >13g/l thì đem đi gây hương, loại có
hàm lượng đạm tổng quát <13g/l thì đem dùng làm nước thuộc, kéo rút cho các
đợt sau. Nước dùng để nấu phá bã là loại nước muối có 22
o
Bé.
2.2.5. Gây hương cho nước mắm
Sản xuất nước mắm có bổ sung enzyme nhân tạo có ưu điểm là thời gian chế
biến ngắn nhưng nhược điểm của nó là nước mắm tạo ra không có mùi vị đặc
trưng. Vì vậy sau khi thu được nước mắm ta tiến hành tạo hương cho nó.
Đây là giai đoạn quan trọng trong quy trình sản xuất nước mắm có bổ sung
enzyme nhân tạo.
Dich lọc 1 và 2 có hàm lượng đạm tổng quát >13g/l sẻ được đem kéo rút qua
chượp gây hương. Tỷ lệ nước mắm cho vào chượp chiếm khoảng 50% khối lượng
chượp trong bể sao cho nước mắm ngấm vỉ nén 10cm. Ngâm trong khoảng 2 ngày
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 23
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
cho ổn định sau đó kéo rút náo đảo 3 – 5 ngày liên tục tùy theo chất lượng của
chượp gây hương, các lần sau thì thời gian gây hương dài hơn. Khi nước mắm có
mùi thơm đặc trưng thì rút ra, tiếp tục cho mẻ khác vào. Tiếp tục cho đén khi
chượp không còn khả năng gây hương nữa.
Nước mắm khi gây hương xong tiến hành kiểm tra cảm quan, xác định hàm lượng
đạm tổng quát để làm cơ sở cho quá trình pha đấu nước mắm sau này.
2.2.6. Tiến hành pha đấu nước mắm
Sau khi gây hương xong ta tiến hành pha đấu nước mắm để thu được nước
mắm có độ đạm theo yêu cầu.
Dùng công thức đường chéo để pha đấu.
A C – B loại A
o
N
C
B A – C loại B
o
N
2.2.7. Bao gói bảo quản
Sau khi pha đấu xong ta thu được nước mắm có độ đạm đạt theo yêu cầu. Ta
có thể đụng trong các can nhữa hoặc trong chai dán nhãn. Thành phẩm được bảo
quản trong kho chuyên dùng, kho khô ráo thoáng mát tránh xa các nguồn lây
nhiễm.
2.3. Một số phương pháp chế biến nước mắm
2.3.1. Phương pháp cổ truyền
Do đặc điểm về khí hậu, địa lý, phong tục tập quán của mỗi vùng khác nhau,
nên ở mỗi nơi lại có quy trình chế biến riêng đặc trưng cho vùng miền đó.
+ Phương pháp đánh khuấy – Phương pháp Cát Hải, Hải Phòng.
Đặc điểm của phương pháp
- Cho muối nhiều lần.
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 24
Nhóm 13 GVHD: Lê Phan Thùy Hạnh
- Cho thêm nước lã vào trong quá trình chế biến chượp.
- Đánh khuấy liên tục, phơi nắng.
- Kéo rút theo phương pháp lọc từng thùng.
- Nấu phá bã sau khi kéo rút nước mắm.
+ Phương pháp chế biến nước mắm miền nam – Phương pháp gài nén
Đặc điểm của phương pháp
- Cho muối một lần hoặc nhiều lần
- Không thêm nước lã vào trong quá trình chế biến chượp
- Không đánh khuấy, tiến hành gài kỹ và nén chặt.
- Có tiếp nhiệt ban đầu hoặc không.
+ Phương pháp hỗn hợp
Đặc điểm của phương pháp
- Kết hợp giữa hai phương pháp gài nén và đánh khuấy.
- Lúc đầu thực hiện phương pháp gài nén
- Sau đó mới thực hiện phương pháp đánh khuấy.
+ Ưu nhược điểm của phương pháp cổ truyền
Ưu điểm:
- Sản phẩm thu được có chất lượng cao, hương vị đặc trưng.
- Đòi hỏi kỹ thuật không cao, trang thiết bị đơn giản, chi phí sản xuất thấp.
Nhược điểm
- Thời gian chế biến dài, hiệu quả kinh tế không cao.
- Lượng đạm mất đi lớn
- Tốn nhiều diện tích mặt bằng sản xuất.
- Công nhân đòi hỏi có tay nghề cao.
- Vệ sinh an toàn thực phẩm thấp.
Sử dụng enzyme nhân tạo trong chế biến nước mắm
Trang 25