SẢN XUẤT NƯỚC MẮM TỪ CÁ NƯỚC NGỌT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------

TRẦN THỊ THU HẰNG

SẢN XUẤT NƯỚC MẮM TỪ CÁ NƯỚC NGỌT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: Sư phạm Hóa học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------------



LỜI CẢM ƠN
Với tấm lòng kính trọng và biết ơn chân thành, em xin được gửi lời
cám ơn đến Ban lãnh đạo trường Đại học Hùng Vương, Lãnh đạo khoa Khoa
học tự nhiên, các thầy giáo, cô giáo trong khoa đã giúp em trang bị kiến thức
và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và thực hiện
khóa luận.
Đặc biệt em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo, ThS. Phạm
Thị Thanh Huyền – người đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo em từng bước
trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện khóa luận.
Trong suốt quá trình thực hiện khóa luận, em đã nhận được sự quan
tâm, động viên, hỗ trợ về cả vật chất lẫn tinh thần của gia đình, bạn bè. Qua
đây, em cũng gửi lời cảm ơn đến tất cả những tấm lòng và sự giúp đỡ đáng
quý ấy.

Em xin chân thành cám ơn!
Phú Thọ, ngày 10 tháng 05 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Trần Thị Thu Hằng


MỤC LỤC
Trang phụ bìa…………………………………………………………………i
Lời cảm ơn……………………………………………………………………ii
Mục lục…………………………. .………………………………………….iii
Danh mục bảng………………………………………………………………iv
Danh mục biểu đồ…………………………………………………………….v
PHẦN I. MỞ ĐẦU............................................................................................1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài.......................................................................1
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.............................................................1
1.3. Mục tiêu của đề tài...............................................................................2
PHẦN II. PHẦN NỘI DUNG...........................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN..........................................................................3
1.1. Nước mắm............................................................................................3
1.2. Tổng quan về enzyme bromelain.......................................................14
1.3. Tổng quan về hương và cải thiện hương nước mắm ngắn ngày........17
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............20
2.1 Đối tượng, nguyên vật liệu, thiết bị....................................................20
2.2. Phương pháp nghiên cứu...................................................................23
2.3. Phương pháp cảm quan......................................................................31
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.....................34
3.1.Tỉ lệ phối trộn nước dứa xay trong các mẫu cá...................................34
3.2. Xác định các chỉ tiêu hóa lý của nước mắm......................................36
3.3. Đánh giá sự phân hủy của mẫu số 4 qua các chỉ tiêu hóa - lý...........38

3.4. Quy trình sản xuất nước mắm từ cá mương......................................40


PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................43
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................44
PHỤ LỤC........................................................................................................45


DANH MỤC BẢNG
STT
Tên bảng
Trang
Bảng 1.1 Tên các loại nước mắm và tỉ lệ trộn tạo sản phẩm ở các
3
nước khác nhau.
Bảng 1.2 Hoạt tính phân giải casein của bromelain.
Bảng 1.3 Hoạt tính phân giải Benzoyl–L–Arginine amide (BAA)

16
16

của bromelain.
Bảng 2.1 Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan bằng phương pháp

32

cho điểm theo TCVN 3215 – 79.
Bảng 3.1 Tổng hợp đánh giá cảm quan các mẫu nước mắm có tỷ lệ

34

dứa khác nhau.
Bảng 3.2 Đánh giá cảm quan của nước mắm cốt sau 9 tháng kiểm

36

chứng mẫu số 4.
Bảng 3.3 Các chỉ tiêu hóa học của nước mắm.
Bảng 3.4 Các chỉ tiêu hóa học và chất lượng nước mắm đạt được

37
37

theo TCVN 5107: 2003.


DANH MỤC BIỂU ĐỒ
STT

Tên biểu đồ

Trang

Hình 3.1

Biểu đồ đánh giá điểm cảm quan các mẫu nước mắm
sau 9 tháng kiểm chứng

35

Hình 3.2

Kết quả phân tích hàm lượng nitơ tổng số

38

Hình 3.3

Kết quả phân tích hàm lượng nitơ acid amin

39

Hình 3.4

Kết quả phân tích hàm lượng nitơ ammoniac

39

DANH MỤC HÌNH ẢNH
STT

Tên biểu đồ

Trang

Hình 1.1

Giới thiệu một số hình ảnh về cấu tạo của dứa

15

Hình 1.2

Tỷ lệ enzyme bromelain có trong dứa

15

Hình 2.1

Cá mè

20

Hình 2.2

Cá thiểu

20

Hình 2.3

Cá mương

21

Hình 2.4

Nước dứa xay từ quả chín

21

Hình 2.5

Vại sành, lọ nhựa

21

Hình 3.5

Phối trộn nguyên liệu

42

Hình 3.6

Nước mắm sản xuất từ cá mương

43


1

PHẦN I. MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Nước mắm là sản phẩm được lên men từ các loại cá, là sản phẩm
truyền thống của dân tộc Việt Nam. Nước mắm được chế biến theo phương
pháp cổ truyền ở Việt Nam có mùi vị thơm đặc trưng, tuy nhiên có nhược
điểm độ đạm không cao, chu kỳ sản xuất quá dài (từ 1 đến 2 năm hoặc có thể
lâu hơn), năng xuất không cao, giá thành sản phẩm không cao vì vậy không
kinh tế.

Tuy nhiên nhờ sự phát triển của công nghệ vi sinh mà quy trình sản
xuất nước mắm đã được rút ngắn. Ở Việt Nam có nhiều loại nước mắm đi từ
các loại cá khác nhau được sản xuất tại nhiều nơi trong nước như nước mắm
Phan Thiết, nước mắm Phú Quốc, nước mắm Nha Trang, nước mắm Cát Hải,
quy trình sản xuất cũng không hoàn toàn giống nhau đã tạo nên đặc trưng về
hương vị cho từng loại nước mắm, đa dạng hóa về sản phẩm nhằm đáp ứng
nhu cầu người tiêu dùng.
Tuy nhiên chưa có đề tài khoa học nghiên cứu sản xuất nước mắm từ cá
nước ngọt. Do đó tôi lựa chọn đề tài : ‘‘Sản xuất nước mắm từ cá nước ngọt’’
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.2.1. Ý nghĩa khoa học
Cung cấp các thông tin khoa học về sản xuất nước mắm từ cá nước ngọt
có sử dụng enzyme nhằm rút ngắn thời gian trong quy trình sản xuất.
1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài có thể áp dụng sản xuất nước mắm từ cá nước ngọt tận dụng nguồn
nguyên liệu sẵn có dồi dào vào mùa nước lên ở các vùng quê.
Bước đầu định hướng cho nghề sản xuất nước mắm từ cá nước ngọt.


2

1.3. Mục tiêu của đề tài
Xây dựng được quy trình sản xuất nước mắm từ cá mương.
Sản xuất nước mắm từ cá nước ngọt có bổ sung enzyme bromelain có
trong dứa nhằm rút ngắn thời gian lên men.
Thu hồi được 4 lít nước mắm.


3

PHẦN II. PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Nước mắm
1.1.1. Tổng quan về nước mắm
Nước mắm là một sản phẩm do thịt cá ngâm dầm trong nước muối
mặn, phân giải từ protein phức tạp đến protein đơn giản và cuối cùng là các
acid amin nhờ tác dụng của enzyme có sẵn trong thịt và hệ tiêu hóa của cá,
làm cho nước mắm có mùi vị đặc trưng. Quá trình hình thành nước mắm là
quá trình phức tạp gồm quá trình đạm hóa, quá trình phân giải đường trong cá
thành acid, quá trình phân hủy một phần amino acid dưới tác dụng của vi
khuẩn có hại, tiếp tục phân hủy thành các hợp chất đơn giản như amin,
amoniac, cacbonic hyđrosunfua. Nước mắm được sản xuất từ cá và muối
không chỉ được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam mà còn được ưu chuộng tại
nhiều nước trên thế giới. Đặc biệt, nước mắm được sản xuất ở hầu hết các
nước Châu Á. Mỗi nước có điều kiện sản xuất khác nhau tạo ra sản phẩm có
giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan khác nhau mang hương vị riêng đặc
trưng cho từng quốc gia, dân tộc [1].
Bảng 1.1: Tên các loại nước mắm và tỉ lệ trộn tạo sản phẩm ở các nước khác
nhau:
Nước sản
xuất
Nhật Bản
Hàn Quốc
Việt Nam

Tên gọi

Điều kiện và thời gian lên men

ShottsuruUwo – Tỷ lệ 5 : 1 = Cá : Muối + gạo lên men và

koji (3 : 1) Thời gian lên men 6 tháng
shoyu
Jeot – kal
Nước mắm

Thái Lan

Nam – pla

Malaysia

Budu

Philippine

Patis

Tỷ lệ 4 : 1 = Cá : Muối (6 tháng)
Tỷ lệ 3 : 1 – 3 : 2 = Cá : Muối (4 – 12
tháng)
Tỷ lệ 5 : 1 = Cá : Muối (5 – 12 tháng)
Tỷ lệ 5 : 1 – 3 : 1 = Cá : Muối + đường +
me (3 – 12 tháng)
3 :1 – 4 : 1 = Cá : Muối (3 – 12


4

tháng)
1.1.2. Tổng quan về giá trị dinh dưỡng

Nước mắm hấp dẫn mọi người bởi hương vị đậm đà và giá trị dinh
dưỡng cao (chứa 13 loại acid amin, vitamin B).
Các chất đạm
Chiếm chủ yếu và quyết định giá trị dinh dưỡng của nước mắm chính là các
chất đạm:
Đạm tổng số: là tổng số lượng nitơ có trong nước mắm (g/l), bao gồm
đạm axit amin và đạm ammoniac (đạm thối), quyết định phân hạng của nước
mắm:
- Đạm amin: là tổng lượng đạm hữu ích nằm dưới dạng acid amin (g/l), quyết
địng giá trị dinh dưỡng của nước mắm.
- Đạm ammoniac: càng nhiều nước mắm càng kém chất lượng.
Ngoài ra, trong nước mắm còn chứa đầy đủ các acid amin, đặc biệt là các
acid amin không thay thế: valin, leucine, methionine, isoleucine,
phenylalanine, alanine… tuy nhiên thành phần, hàm lượng, tỷ lệ các chất dinh
dưỡng của nước mắm còn phụ thuộc vào nguyên liệu cũng như quá trình chế
biến.
Các chất bay hơi.
Đóng góp chính vào việc hình thành nên hương vị đặc trưng của nước
mắm là các chất bay hơi, hàm lượng các chất bay hơi trong nước mắm
mg/100g nước mắm như sau:
- Các chất cacbonyl bay hơi: 407 – 512 (formaldehyde)
- Các acid bay hơi: 404 – 533 (propionic)
- Các amin bay hơi: 9,5 – 11,3 (izopropylamin)
- Các chất trung tính bay hơi : 5,1 – 13,2 (acetaldehyde)
Các chất khác


5

- Các chất vô cơ : NaCl chiếm 250 – 280 g/l và một số chất khoáng như :

S, Ca, Mg, P, I, Br.
- Vitamin : B1, B12, B2, PP.
1.1.3. Nguyên liệu và vai trò ảnh hưởng của chúng trong quá trình chế
biến nước mắm.
Cá :
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất nước mắm là cá. Nó đóng vai trò
quan trọng, quyết định nhiều đến phần chất lượng và giá thành của nước
mắm, do vậy, việc lựa chọn loại cá để đưa vào sản xuất cũng là một vấn đề
đáng quan tâm và được các nhà sản xuất hết sức coi trọng.
Nước mắm chủ yếu được sản xuất từ các loại cá biển nhỏ như : cá nục, cá
tráp, cá liệt, cá tạp… là những loại cá có giá trị kinh tế thấp. Tuy nhiên việc sử
dụng loại cá gì cho sản xuất còn phụ thuộc vào từng khu vực, từng mùa vụ
khác nhau. Những cơ sở sản xuất có nguồn nguyên liệu truyền thống là cá
cơm cho hương vị thơm ngon hơn, còn các cơ sở sản xuất. Nước mắm đa số
sản xuất từ nguyên liệu cá tạp thì nước mắm thành phần có hương vị kém đặc
trưng, do đó phải kéo rút qua chượp gây hương để bổ sung hương vị. Sở dĩ
nước mắm được làm từ cá cơm cho hương vị thơm ngon hơn cả là do một số
nguyên nhân sau :
- Cá cơm là loài cá ăn nổi, hoạt động mạnh nên thành phần của cá ít mỡ.
Trong sản xuất không tạo lớp máng mỡ dày do đó mùi vị ôi khét ít xảy ra.
- Cá cơm nói riêng và các tầng nổi nói chung có hoạt tính enzyme protease
trong thịt và ruột cá cao hơn các loại cá khác nên quá trình thủy phân xảy ra
nhanh hơn. Vì vậy, cùng một thời gian sản xuất (6-12 tháng) thì ở các bề
chượp có nguyên liệu là cá cơm, việc thủy phân diễn ra triệt để hơn không
còn mùi vị tanh ngái của cá.
- Cá cơm có kích thước nhỏ hơn các loại cá khác nên dễ thủy phân.


6

Vì cá là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất ra nước mắm nên ảnh
hưởng trực tiếp tới chất lượng nước mắm, do đó khi lựa chọn cá làm nước
mắm, cần phải đạt các yêu cầu sau :
- Nên sử dụng loại cá gầy có hàm lượng lipit thấp (nên < 0.1%) .
- Nên sử dụng các loại cá có kích thước nhỏ vì như vậy sẽ không tốn công
trong việc xử lí nguyên liệu, đông thời kích thước nhỏ diện tích bề mặt tiếp
xúc giữa muối sẽ tăng lên làm cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh chóng.
- Không sử dụng 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 acidamin histidin,
đây là 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 oC thì chỉ một
lượng ít histamin được hình thành, nhưng nếu trong điều kiện nhiệt độ 1520oC thì một lượng lớn histamin được tạo thành. Trong quá trình thủy phân
ptotein thịt cá, có một số loài vi sinh vật cũng có khả năng chuyển hóa
histidin thành histamin.
Muối :
Muối là nguyên liệu quan trọng thứ 2 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 nước ta có bờ biển dài, khí hậu nhiệt
đới gió mùa nên muối được sản xuất từ biển là phương pháp phổ biến nhất và
thu được năng suất cao. Thành phần hóa học của muối sẽ ảnh hưởng tới chất
lượng mùi vị nước mắm.


7

Thành phần của muối ăn :
Thành phần của muối chủ yếu NaCl, ngoài ra ít nhiều còn có tạp chất.
Những tạp chất này có thể chia ra làm 2 loại :

- Những chất không có hoạt tính hóa học như nước và các chất không hòa
tan như sỏi, cát,…
- Những chất có hoạt tính hóa học như : hợp chất Clor của Ca2+, Mg2+,
Fe2+, Fe3+, và muối có gốc sunfat,… các chất này có vị đắng và chát, chúng
làm giảm độ thẩm thấu của muối vào cá.
Muối ăn tinh khiết là chất kết tinh, không màu. Khối lượng riêng d =
2,161, điểm nóng chảy 803 oC, điểm sôi 1439oC.
Vị chát của muối là do trong muối có MgCl2, CaCl2. Trong muối thường
tồn tại K+, nếu ăn phải lượng ít thì bị đau cuống họng, nếu ăn phải lượng
nhiều thì gây đau đầu, nôn mửa.
Tính chất của muối ăn
- Tính hút nước và tác dụng phòng thối:
Do muối có tính hút nước với môi trường xung quanh nên khi độ ẩm
không khí > 75% muối sẽ hút nước và trở nên ẩm ướt, khi độ ẩm không khí
< 75% muối sẽ mất nước và khô ráo trở lại. Đồng thời quá trình bay hơi nó sẽ
mang theo một số chất như Mg (làm chát muối), Ca (làm đắng muối) và K
(làm nóng cổ) [11]. Vì thế mà muối phải được dự trữ trong kho lâu ngày, khi
sử dụng sẽ hạn chế vị chát, đắng và nóng cổ do các ion này gây nên. Ngoài ra
lượng nước trong muối còn phụ thuộc vào độ to nhỏ của hạt, hạt muối to có
hàm lượng nước ít hơn hạt muối có tinh thể nhỏ.
Muối ăn ít có tác dụng giết chết vi khuẩn, nó chủ yếu chỉ có khả năng phòng
thối [1].
- Tính thẩm thấu và khuyếch tán:
Do tính chất hút nước của muối nên khi ướt cá với muối, nước ở trong cá
thoáng ra làm tan muối (đây được gọi là quá trình khuyếch tán), song song
với đó là quá trình thẩm thấu (muối thấm vào cá). Sau cùng nước từ cá không


8

thoát ra nữa nhưng muối trong dung dịch muối cá (nước bổi) vẫn tiếp tục
ngấm vào cơ thể cá cho đến khi bão hòa muối. Độ bão hòa muối ở cá thường
thấp hơn trong nước bổi.
Cá càng tươi thì độ thấm muối càng nhanh và nhiều so với cá bị ươn.
Vai trò của muối trong quá trình chế biến nước mắm:
Nồng độ muối dùng để ướp cá trong quá trình chế biến ảnh hưởng lớn
đến chất lượng sản phẩm thu được.
- Nồng độ muối thấp có tác dụng thúc đẩy quá trình thủy phân protein
nhanh hơn, chượp mau chín.
- Nồng độ muối quá cao có tác dụng ức chế, làm giảm hoạt tính của
enzyme, quá trình thủy phân chậm lại, thời gian thủy phân kéo dài.
Vì vậy, để chế biến chượp nhanh cần xác định lượng muối cho vào trong
chượp là bao nhiêu và lượng muối này vừa đủ ức chế sự phát triển của vi
khuẩn gây thối, vừa kìm hãm hoạt động của enzyme. Thông thường ở nước ta,
lượng muối cho vào khoảng 20 – 30 % so với khối lượng cá. Vì thế, tôi lựa
chọn tỷ lệ muối và cá sao cho kết quả đạt được là cao nhất.
Enzyme:
Enzyme có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành nước mắm. Nhờ
hệ enzyme có sắn do hệ vi sinh vật sống trong ruột cá, các protide của cá
được thủy phân thành acid amin, peptide. Việc bổ sung enzyme từ ngoài vào
giúp đẩy nhanh quá trình thủy phân protein cá. Enzyme sử dụng trong sản
xuất nước mắm đều có tác dụng thủy phân protein. Tuy nhiên, mỗi loại
enzyme tách chiết từ các nguồn khác nhau có hoạt tính thủy phân (phân cắt)
protein khác nhau, điều kiện phản ứng khác nhau (pH tối ưu, nhiệt độ tối
ưu…), tính chịu mặn khác nhau,…. Mặc khác, mối loại cá có hàm lượng
protein, lipit, nước… khác nhau do vậy, tác dụng của từng enzyme lên quá
trình thủy phân protein từng loại cá là khác nhau, thời gian thủy phân khác
nhau, lượng acid amin thu được cũng khác nhau, điều này ảnh hưởng đến thời
gian sản xuất và chất lượng nước mắm thành phẩm thu được.

9

1.1.4. Quá trình hình thành nước mắm
Cơ chế của quá trình hình thành nước mắm
Trong quá trình ướp muối cá, các thành phần của muối cá bị biến đổi
mà chủ yếu là protein bị thủy phân dưới tác dụng của protease có sẵn trong
bản thân cá thành các sản phẩm trung gian và cuối cùng là các acid amin.
Protease
E
E
Protein
polipetide
peptide
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 lên kết
nhất định.
- Nhóm protease có tác dụng thủy phân protein, ví dụ : pepsin, trypsin,
chimotrypsin, papain, bromelin
- Nhóm peptitdase có tác dụng thủy phân các polypeptide, nhóm này
gồm các enzyme như carboxypeptitdase, aminopeptitdase, dipeptitdase.
Sự tham gia của enzyme trong quá trình thủy phân theo cơ chế xúc tác
E + S  ES  E +P
Trong đó:
Với E: enzyme
S: cơ chất (protein)
ES: hợp chất trung gian giữa enzyme và cơ chất
P: là sản phẩm tronh nước mắm chủ yếu là acid amin
và các piptid bậc thấp

Sự tạo thành và chuyển biến hợp chất ES qua 3 bước.
Bước 1: Ezyme kết hợp với protein tạo thành phức chất enzyme
protein, bước này xảy ra khá nhanh, liên tiếp, không bền.
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 thanh đổi electron, dẫn
đến 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 enzyme, làm cho quá trình thủy phân diễn ra dễ dàng hơn.
Bước 3: Giai đoạn tạo thành các acid amin, peptide cấp thấp, giải
phóng enzyme [6].
Các hệ enzyme tham gia vào quá trình


10

Trong quá trình chế biến nước mắm có rất nhiều hệ enzyme tham gia
nhưng trong đó chủ yếu là hệ enzyme protease tham gia vào quá trình thủy
phân protein, gồm có: metaloprptease và serin – protease, acid protease.
Hệ enzyme Metalo – protease (Aminnodipeptidase)
Hệ enzyme này tồn tại trong nội tạng cá và chịu nồng độ muối cao nên
ngay từ đầu nó đã hoạt động mạnh, giảm dần từ tháng 3 trở về sau. Loại
ezyme này có hoạt tính khá mạnh, có khả năng thủy phân rộng rãi đối với các
loại pepide. Đây là nhóm thủy phân enzyme trung tính, pH tối thích từ 5 – 7,
ổn định với ion Mg2+, Ca2+ và mất hoạt tính với Zn2+, Ni2+, Pb2+, Hg2+…
Hệ enzyme serin – protease
Tồn tại nhiều trong nội tạng của cá, điển hình là enzyme trypsin. Ở giai
đoạn đầu của quá trình sản xuất nước mắm, hoạt động của nó yếu, sau phát
triển dần và đạt giá trị cực đại ở tháng từ 3 rồi giảm dần đến khi chượp chín
(protein phân giải gần như hoàn toàn không còn ở dạng pepton). Hệ enzyme

này luôn bị ức chế bởi chuỗi acid amin trong cấu trúc của enzyme. Để tháo gỡ
chuỗi này phải nhờ đến hoạt động của men cathepsin B dễ bị ức chế bởi nồng
độ muối cao. Vì vậy, để men cathepsin B hoạt động được người ta thực hiện
phương pháp cho muối nhiều lần. Enzyme serin – protease hoạt động mạnh ở
pH từ 5 – 10, mạnh nhất ở pH = 9.


11

Hệ enzyme acid – protease:
Có trong thịt và nội tạng cá, điển hình là enzyme cathepsin D. Hệ
enzyme này dễ bị ức chế bởi nồng độ muối khoảng 15% nên thường nó chỉ
tồn tại một thời gian ngắn ở thời kỳ đầu của quá trình thủy phân. Loại enzyme
này đóng vai trò thứ yếu trong quá trình sản xuất nước mắm.
Vai trò của vi sinh vật (VSV).
VSV có mặt ngay từ đầu của quá trình chế biến nước mắm do nguyên
liệu, dụng cụ và 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 số ít VSV gây thối hoạt động. Với sự hình thành
của nước bồi, độ mặn tăng dần lên, khi đạt từ 12% trở lên thì VSV gây thối
hầu như nhừng 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 [5].
1.1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất nước mắm
pH:
Mỗi hệ enzyme có pH tối thích khác nhau, vì vậy phải xem loại enzyme
nào nhiều nhất và đóng vai trò chủ yếu nhất trong quá trình sản xuất nước
mắm để tạo pH thích hợp cho enzyme đó hoạt động. Qua thực nghiệm cho
thấy: Ở pH môi trường tự nhiên từ 5,5 – 6,5, enzyme tripsin và pepsin hoạt

động được. Vì vậy, pH môi trường tự nhiên là pH thích hợp cho quá trình sản
xuất nước mắm hơn. Mặt khác, enzyme được lựa chọn trong đề tài có vùng
pH tối ưu tương đương. Chính vì vậy, trong phạm vi nghiên cứu không xét
đến yếu tố này.


12

Nhiệt độ:
Nhiệt độ tăng vận tốc phản ứng tăng, đến một nhiệt độ nào đó vận tốc
phản ứng sẽ không tăng nữa và có thể giảm xuống do nhiệt độ cao làm cho hệ
enzyme serin – protease mất hoạt tính, quá trình thủy phân kém.
- Nhiệt độ 30 – 47oC thích hợp nhất cho quá trình chế biến chượp.
- Nhiệt độ từ 47oC đến 70oC, một số enzyme bị giảm hoạt tính.
- Nhiệt độ 70oC trở lên hầu hết các enzyme trong cá mất hoạt tính.
Nâng nhiệt độ của chượp lên bằng cách phơi nắng, nấu hoặc sử dụng tôn
nóng để che [1].
Lượng muối:
Như đã cập nhật ở trên, nồng độ muối tối thiểu để ngăn cản sự phát triển
của các vi khuẩn có hại là khoảng 15%. Protease trong cá đóng một vai trò
quan trọng trong quá trình thủy phân protein. Tuy nhiên, ở nồng độ muối cao
hoạt tính của protease bị giảm. Như vậy, lượng muối cho vào phải đảm bảo 2
yêu cầu cơ bản (vừa đủ ức chế hoạt động của vi khuẩn gây thối, vừa tranh kìm
hãm hoạt động của protease). Vì thế, ở các nước khác nhau có một phương
pháp sản xuất nước mắm khác nhau, tỷ lệ muối/ cá cũng khác nhau [6].
Tại bang California – Mỹ, S. TungKaWachara and J. W. Park năm 2001 đã
nghiên cứu ảnh hưởng thương tác của muối và pH lên hoạt động của enzyme
trong nước mắm. Hai ông sử dụng loại cá đáy để làm nước mắm ở nồng độ
muối 15% và 25% tại các pH khác nhau (2, 3, 5, 5.5, 6.5, 7.5, and 8.5), hoạt
tính của enzyme (cathepsin L, cathepsin B, chymotrypsin, and trypsin), mức

độ thủy phân, protein tổng số, protein hòa tan và hàm lượng Nitơ amin trong
nước mắm được các ông theo dõi, phân tích. Kết quả cho thấy hoạt tính của
enzyme cathepsin B và trypsin lớn hơn ở nồng độ muối 15%. Hoạt tính của
enzyme cathepsin L cũng cao hơn khi nồng độ muối là 15% so với 25% tại
pH 5.5, 6.5 và 8.5. Nồng độ protein hòa tan và Nitơ amin cũng tăng dần khi
nồng độ muối giảm và tăng theo thời gian lên men [5].
Tại Thái Lan, năm 2001, Asbjorn Gildberg và Chaufah Thongthai đã
nghiên cứu ảnh hưởng của việc giảm nồng độ muối và bổ sung vi khuẩn ưu
muối (Tetragenococcus halophilus) đến chất lượng và thành phần của nước
mắm cá Trích. Hai ông tiến hành làm 6 mẫu nước mắm ở 2 nồng độ muối


13

khác nhau (23 và 20%). Những ảnh hưởng từ các nồng độ muối khác nhau và
sự bổ sung vi khuẩn Tetragenococcus halophilus lên quá trình thủy phân,
thành phần hóa học và giá trị cảm quan đều được nghiên cứu. Kết quả, cả quá
trình thủy phân và hoạt tính của vi sinh vật đạt cao nhất ở nồng độ muối thấp
nhất [5].
Diện tích tiếp xúc
Muốn phản ứng xảy ra nhanh phải có diện tích tiếp xúc giữa enzyme và cơ
chất. Các enzyme trong cá tập trung nhiều ở nội tạng, nên để tăng tốc độ thủy
phân người ta tìm cách tăng diện tích tiếp xúc giữa enzyme và thịt cá. Có thể
dùng biện pháp:
- Phương pháp xay nhỏ cá:
Xay nhỏ cá, diện tích tiếp xúc sẽ lớn nhưng protein dễ bị biến tính do tác
dụng cơ học.
Enzyme phân tán nhưng phân tán rất rộng ra môi trường nước làm cho
nồng độ enzyme loãng ra. Khi chượp chín đem kéo rút sẽ gặp hiện tượng tắt
lù.

- Phương pháp đập dập: Cá đập dập sẽ giữ hình dạng ban đầu, cơ thịt bên
trong bị mềm ra, tổ chức cơ thịt bị lỏng lẻo giúp enzyme dễ ngấm vào trong
thịt. Cá đập dập xương cá không bị vỡ vụn, khi chượp chín kéo rút dễ dàng.
- Phương pháp cắt khúc: Thịt cá vẫn chắc nên enzyme khó ngấm vào hơn so
với phương pháp đập dập, protein ở mặt ngoài dễ bị biến tính do tiếp xúc với
dung dịch có nồng độ muối cao.


14

Bản thân nguyên liệu
Những loại cá khác nhau, thành phần hóa học và cấu trúc cũng khác nhau,
nhất là loại enzyme trong cá vì vậy tạo ra nước mắm có chất lượng khác nhau.
- Cá tươi chế biến có chất lượng tốt hơn cá ươn.
- Loại cá có kết cấu cơ thịt lỏng lẻo, mềm mại, ít vảy dễ chế biến hơn loại cá
cứng, chắc, nhiều vẩy.
- Nếu cá có nhiều mỡ thì nước mắm có mùi ôi khét khó chịu, mùi chua (do sự
thủy phân chất béo thành acid béo và glycerid) hoặc khét do oxi hóa chất béo.
- Cá sống ở tầng nước mặt và giữa như cá thu, cá nục, cá mòi… cho chất
lượng nước mắm tốt nhất vì nó ăn được thức ăn ngon nên dinh dưỡng và
thành phần đạm cao.
- Cá sống ở tầng dưới và tầng đáy như cá phèn, cá mối cho nước mắm có chất
lượng kém vì thiếu thức ăn (ăn rong, rêu, bùn hoặc thực vật dưới đáy) làm cho
thịt cá thiếu dinh dưỡng và bụng cá có bùn đất ảnh hưởng đến màu sắc của
chượp.
1.2. Tổng quan về enzyme bromelain
Enzyme bromelain là protein- enzyme có nhiều trong quả dứa, được
phát hiện từ giữa thế kỷ XX. Ở nước ta nghiên cứu về bromelain được bắt đầu
từ những năm 1968- 1970.
Thành phần chủ yếu của bromelain có chứa nhóm Sulfurhyđryl thủy

phân protein. Khi chiết tách và tinh sạch phân đoạn có chứa nhóm Sulthyđryl
của bromelain thì thu được một enzyme thủy phân protein hiệu quả in vitro.
[4]
Bromelain là một loại enzyme có trong toàn bộ cây dứa (thân, quả,
lá…) nhưng tập chung nhiều nhất trong lõi quả dứa. Bromelain là một loại
enzyme thuộc nhóm protease, nó dễ dành thủy phân hầu hết các loại protin
như casein, galatin, đậu nành, cá… để tạo thành các peptide, poli peptide và
các acid amin. Bromelain không giống như loại enzyme khác, nó hoạt động
rất rộng rãi cả trong môi trường acid lẫn kiềm.[4].


15

Hình 1.1: Giới thiệu một số hình ảnh về cấu tạo của dứa
- Tên gọi khác: Thơm, khóm.
- Tên tiếng Anh: Pineapple.
- Tên khoa học: Ananas comosus (L.) Merr.
- Tên đồng nghĩa: Ananas sativus

Hình 1.2: Tỷ lệ enzyme bromelain có trong dứa
1.2.1. Cấu trúc không gian của Enzyme bromelain
Murachi và Busan phân tích cấu trúc bậc 1 của bromelain và nhận thấy
cách sắp xếp amino acid trong phân tử bromelain như sau:
─ Ser – Val – Lys – Asn – Gln – Asn – Pro – Cys – Gly – Ala – Cys – Tryp ─
─ Gly – Cys – Lys ─
Bromelain là một protease trong tâm hoạt động có chứa cysteine và hai
sợi polypeptide liên kết với nhau bằng cầu nối – S – S -. Phân tử có dạng hình
cầu do đó có cách sắp xếp phức tạp.
Trong phân tử bromrlain thân có chứa nhóm sulfurhydryl có vai trò chủ
yếu trong hoạt tính xúc tác và trong mỗi phân tử có tất cả 5 cầu nối disulfite.

16

Ngoài ra, trong phân tử còn có các ion Zn 2+ có lẽ có vai trò trong duy trì cấu
trúc không gian.
1.2.3. Hoạt tính của bromelain
Hoạt tính phân giải
Bromelain có 3 hoạt tính: peptidase, amidase và asterase, hoạt tính
esterase ở bromelain hơn papain trong đu đủ và ficin trong cây thuộc họ sung.
Khả năng phân giải các cơ chất tự nhiên của bromelain.
Bảng 1.2: Hoạt tính phân giải casein của bromelain.
Cơ chất
Casein

Hoạt tính phân giải casein ( UI/mg)
Bromelain thân
Bromelain quả xanh

Bromelain quả chín

7,4

3,0

4,0

Đối với casein, hoạt tính phân giải của bromelain thân cao trong quả
xanh và quả chín.
Khả năng phân giải các cơ chất nhân tạo của bromelain.

Bảng 1.3. Hoạt tính phân giải Benzoyl–L–Arginine amide (BAA) của
bromelain.
Hoạt tính phân giải BAA (UI/mg)
Cơ chất
BAA

Bromelein thân

Bromelain quả xanh

3,7

9,1

Bromelain

quả

chín
7,2

Qua bảng ta thấy bromelain quả xanh có hoạt tính phân giải BAA cao
hơn bromelain thân và quả chín.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính bromelain.
Giống như các loại chất sinh học khác, bromelain có bị ảnh hưởng bởi
các yếu tố như: cơ chất, nồng độ cơ chất , nồng độ enzyme, nhiệt độ, pH, ion
kim loại, một số nhóm chức, phương pháp lý trích, phương pháp tinh sạch,
phương pháp tinh khiết. ..
Các yếu tố như nhiệt độ, pH thích hợp cho các hoạt động của các phản
ứng xúc tác của bromelain không ổn định mà phụ thuộc lẫn nhau và phụ

thuộc vào các yếu tố khác như: bản chất cơ chất, nồng độ cơ chất, nồng độ
enzyme, sự có mặt của các chất hoạt hóa…


17

Ảnh hưởng của pH: pH là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hoạt tính
xúc tác của enzyme, pH tối thích của bromelain không ổn định mà tùy thuộc
vào nhiệt độ, thời gian phản ứng, bản chất và nồng độ cơ chất, độ tinh sạch
enzyme… Ví dụ: Khi thu thập bromelain thân, nếu dùng xúc tác nhân kết tủa
là (NH4)2SO4 thì enzyme có hoạt tính cao nhất ở pH = 4,8, ổn định ở pH = 4,6
– 5,4. Bromelain đã được tinh sạch một phần có hoạt tính cao nhất ở pH = 6,0
và pH = 8. Ổn định ở pH = 3,5 – 5,6 với nhiệt độ 63 oC. Bromelain có biên độ
pH rộng (3 – 10), tốt nhất pH = 5 – 8 tùy thuộc vào cơ chất.
Ảnh hưởng bởi cơ chất: trên các cơ chất khác nhau, bromelain có hoạt tính
khác nhau. Nếu cơ chất là hemoglobin thì khả năng phân giải của bromelain
mạnh hơn papain gấp 4 lần, nếu cơ chất là casein thì hoạt tính của bromelain
tương tự như papain. Đối với cơ chất tổng hợp như BAA (Benzoyl–L–
Arginine amide). BAEE (Benzoyl–L–Arginine ethyl ester) thì khả năng của
bromelain yếu hơn papain.
1.3. Tổng quan về hương và cải thiện hương nước mắm ngắn ngày
Nước mắm ngắn ngày được sản xuất bằng phương pháp bổ sung
enzyme cho hàm lượng đạm thu hồi, hàm lượng nitơ tổng số và nitơ acid
amin cao hơn với nước mắm được sản xuất theo phương pháp truyền thống.
Tuy nhiên, do thời gian ngắn nên mùi hương kém hơn nước mắm truyền
thống. Giải quyết tận gốc vấn đề hương thơm của nước mắm công nghệ mới
là hết sức cần thiết. Để khắc phục điều này, nhiều tác giả đã phân lập vi sinh
vật gây hương trong nước mắm, nghiên cứu các hợp chất bay hơi từ đó có
những phương pháp làm tăng hương vị cho nước mắm ngắn ngày. Đã có
nhiều công trình khoa học của các tác giả nước ngoài công bố về mối liên

quan của một số thành phần hóa học trong nước mắm đến mùi hương của
chúng. Các công trình đều chỉ ra rằng, các hợp chất bay hơi có vai trò quan
trọng trong việc tạo nên mùi hương đặc trưng của nước mắm. Các hợp chất
này được hình thành bởi các phản ứng không enzyme của nhiều thành phần
khác nhau và các phản ứng enzyme trong bản thân nguyên liệu và từ sự hoạt


18

động của các vi sinh vật yếm khí tồn tại trong quá trình lên men nước mắm
(Fukami et al., 2004)
Kết quả nghiên cứu Dougan và Howard năm 1975 về các thành phần
tạo hương nước mắm đã được nhiều nhà khoa học khác đánh giá cao. Theo
ông, hương nước mắm được tạo nên bởi 3 loại hương vị đặc biệt được hình
thành từ sự thủy phân protein, oxi hóa các chất béo hoặc từ sự hoạt động của
các vi sinh vật [5].
- Hương thối của ammoniac được hình thành từ sự tổng hợp của
ammoniac, các amin và các hợp chất chứa nito.
- Hương phomat được hình thành từ các acid béo bay hơi có khối lượng
phân tử thấp và ketone methyl.
- Hương thịt thì phức tạp hơn, được hình thành từ sự oxi hóa các cơ chất
nguyên liệu cá trong nước mắm và các ketone acid.
Rossana R. Peralta et al, 1996 đã nghiên cứu xác định các chất bay hơi
trong nước mắm. Ông sử dụng phương pháp sắc ký cột bằng gel silica.
Khoảng 155 chất bay hơi được xác định, trong đó gồm 14 acid, 36 hợp chất
carbonyl, 17 hợp chất chứa nito, 10 hợp chất chứa lưu huỳnh… Trong đó số
lượng lớn các acid, số lượng lớn carbonyl và các hợp chất chứa lưu huỳnh
như dimethyl sulfide, dimethyl trisulfide và 3-(methylthio) propanal cũng như
nhiều hợp chất chứa nitơ là những thành phần chính tạo nên mùi hương đặc
trưng của nước mắm.[5]

Từ những kết quả nghiên cứu về các hợp chất bay hơi trong nước mắm
giúp các nhà khoa học có những nghiên cứu, bổ sung các hợp chất gây hương
trong quá trình lên men nước mắm. Từ đó ứng dụng vào nâng cao hương
nước mắm trong sản xuất nước mắm ngắn ngày. Tại Việt Nam, Phạm Thị Thu
Thủy và Trần Thu Hương, 2005, cũng đã nghiên cứu nâng cao thành phần các
hợp chất bay hơi trong sản xuất nước mắm ngắn ngày bằng cách bổ sung chế
phẩm enzyme Neutrase, 3 chủng vi khuẩn thuộc nhóm clostridium. Kết quả
cho thấy hương nước mắm được cải thiện rõ rệt, cả 3 chủng vi khuẩn này hoạt
động hình thành nên 6 cấu tử bay hơi chính có vai trò quan trọng và chiếm tỉ
lệ lớn trong các hợp chất bay hơi của nước mắm [7].