Tuyển chọn, định danh vi khuẩn có khả năng phân giải histamine phân lập từ quá trình sản xuất nước mắm và tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy để thu sinh khối

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ HỒNG

TUYỂN CHỌN, ĐỊNH DANH VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG
PHÂN GIẢI HISTAMINE PHÂN LẬP TỪ Q TRÌNH
SẢN XUẤT NƯỚC MẮM VÀ TỐI ƯU HỐ ĐIỀU KIỆN
NI CẤY ĐỂ THU SINH KHỐI

Ngành:

Cơng nghệ thực phẩm

Mã số:

8540101

Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Nguyễn Thị Lâm Đồn
2. PGS.TS. Nguyễn Hồng Anh

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP - 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình khoa học của tơi cùng nhóm nghiên cứu, số
liệu và các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm ơn và
các thơng tin trích dẫn trong luận văn này đều được ghi rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Hồng

i

năm 2019


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, ngoài sự nỗ lực học
hỏi của bản thân, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo,
sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, tơi xin được bày tỏ lịng kính trọng
và biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thị Lâm Đoàn, PGS.TS. Nguyễn Hoàng Anh và TS.
Trần Thị Thu Hằng đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn chuyên môn và tạo điều kiện giúp đỡ tơi
trong suốt q trình nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo,
cùng quý Thầy/Cô trong Bộ mơn Quản lý chất lượng và An tồn thực phẩm, Phịng Thí
nghiệm Trung tâm khoa học và cơng nghệ thực phẩm, Khoa Công nghệ Thực phẩm Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện, giúp đỡ tơi trong q trình học tập,
nghiên cứu, thực hiện đề tài và hồn thành luận văn.
Tơi xin gửi lời cảm ơn đến các thành viên tham gia nhóm nghiên cứu vì sự cộng
tác, chia sẻ kiến thức, tìm kiếm phương pháp, tiến hành thí nghiệm cùng tơi trong suốt
thời gian thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi, động viên, khuyến khích và giúp tơi hồn thành luận văn này.
Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Hồng

ii

năm 2019


MỤC LỤC
Lời cam đoan ..................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii
Mục lục ........................................................................................................................... iii
Danh mục chữ viết tắt ....................................................................................................... v
Danh mục bảng ................................................................................................................ vi
Danh mục hình ................................................................................................................ vii
Trích yếu luận văn ......................................................................................................... viii
Thesis abstract................................................................................................................... x
Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1
1.1.

Đặt vấn đề ........................................................................................................... 1

1.2.

Mục đích – yêu cầu ............................................................................................. 2

1.2.1.

Mục đích ............................................................................................................. 2

1.2.2.

Yêu cầu ............................................................................................................... 2

Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 4
2.1.

Nước mắm .......................................................................................................... 4

2.1.1.

Giới thiệu về nước mắm ..................................................................................... 4

2.1.2.

Quy trình sản xuất............................................................................................... 4

2.2.

Histamine ............................................................................................................ 9

2.2.1.

Giới thiệu chung về histamine ............................................................................ 9

2.2.2.

Sự hình thành histamine trong thực phẩm .......................................................... 9

2.2.3.

Phương pháp làm giảm hàm lượng histamine trong thực phẩm ....................... 14

2.2.4.

Một số nghiên cứu về vi sinh vật phân giải histamine ..................................... 16

Phần 3. Đối tượng – nội dung và phương pháp nghiên cứu .................................... 20
3.1.

Đối tượng, vật liệu nghiên cứu ......................................................................... 20

3.1.1.

Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 20

3.1.2.

Địa điểm, thời gian nghiên cứu ........................................................................ 21

3.1.3.

Dụng cụ............................................................................................................. 21

3.1.4.

Môi trường nuôi cấy ......................................................................................... 21

3.2.

Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 21

3.3.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 21

3.3.1.

Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... 21

iii


3.3.2.

Phương pháp phân tích ..................................................................................... 23

Phần 4. Kết quả và thảo luận ....................................................................................... 30
4.1.

Xác định khả năng phân giải histamine ............................................................ 30

4.2.

Định danh chủng được tuyển chọn bằng phương pháp xác định định trình
tự gene 16S rRNA ............................................................................................ 33

4.3.

Xác định điều kiện ni cấy thích hợp của chủng vi khuẩn đã được lựa
chọn .................................................................................................................. 35

4.3.1.

Ảnh hưởng của nồng độ muối .......................................................................... 35

4.3.2.

Ảnh hưởng của nhiệt độ.................................................................................... 37

4.3.3.

Ảnh hưởng của pH ............................................................................................ 39

4.4.

Tối ưu hóa điều kiện ni cấy của chủng vi khuẩn .......................................... 41

4.4.1.

Tối ưu hóa điều kiện ni cấy của chủng vi khuẩn Exiguobacterium
profundum CH2.1 ............................................................................................. 41

4.4.2.

Tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy của chủng vi khuẩn Virgibacillus
campisalis TT8.5 .............................................................................................. 46

4.4.3.

Đường cong sinh trưởng của 2 chủng CH2.1 và TT8.5 với các điều kiện
tối ưu ................................................................................................................. 50

Phần 5. Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 50
5.1.

Kết luận............................................................................................................. 51

5.2.

Kiến nghị .......................................................................................................... 51

Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 53
Phụ lục .......................................................................................................................... 61

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

HA

Halophilic

NA

Nutrient Agar

TSB

Trypticase Soy Broth
High Pressure Liquid Chromatography

OD

Optical density

HACCP

Hazard Analysis Critical Control Point

GHP

Good Hygiene Practices

GMP

Good Manufacturing Practices

FDA

Food and Drug Administration

FAO

Food and Agriculture Organization

WHO

World Health Organization

CFU

Colony – Forming Unit

et al

Cộng sự

OPA

ortho-phthalaldehyde

SG

Sehgal and Gibbons

S.

Streptococcus

P.

Photobacterium

M.

Morganella

R.

Raoultella

P.

Photobacterium

E.

Escherichia

Abs620nm

Absorbance 620nm

h

giờ

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 4.1. Khả năng phân giải histamine của chủng vi khuẩn chịu mặn ........................ 30
Bảng 4.2. Kết quả định tên lồi các chủng bằng giải trình tự gene 16S rRNA .............. 34

Bảng 4.3. Một số đặc điểm của sáu chủng tuyển chọn ................................................... 34
Bảng 4.4. Bảng mã hóa và khoảng biến thiên của các yếu tố nghiên cứu của
chủng CH2.1 ................................................................................................... 42
Bảng 4.5. Bảng ma trận mã hóa theo mơ hình thiết kế thí nghiệm Box-Behnken
và kết quả thực nghiệm của chủng CH2.1...................................................... 42
Bảng 4.6. Kết quả phân tích ANOVA cho mật độ đo quang của chủng vi khuẩn
Exiguobacterium profundum CH2.1 .............................................................. 44
Bảng 4.7. Bảng mã hóa và khoảng biến thiên của các yếu tố nghiên cứu của
chủng TT8.5 ................................................................................................... 46
Bảng 4.8. Bảng ma trận mã hóa theo mơ hình thiết kế thí nghiệm Box-Behnken
và kết quả thực nghiệm của chủng TT8.5 ...................................................... 47
Bảng 4.9. Kết quả phân tích ANOVA cho mật độ đo quang của chủng vi khuẩn
Virgibacillus campisalis TT8.5 ...................................................................... 48

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1.

Cơng thức cấu tạo .......................................................................................... 9

Hình 2.2.

Cấu trúc khơng gian ...................................................................................... 9

Hình 2.3.

Sự hình thành histamine từ histidine ........................................................... 11

Hình 2.4.

Phản ứng xúc tác bởi enzyme diamine oxidase........................................... 17

Hình 2.5.

Phản ứng xúc tác bởi enzyme histamine dehydrogenase ............................ 17

Hình 3.1.

Sắc kí đồ chuẩn histamine ........................................................................... 25

Hình 3.2.

Đồ thị đường chuẩn histamine .................................................................... 25

Hình 4.1.

Sắc kí đồ histamine của chủng vi khuẩn Nh6.2 ở thời điểm 0 ngày ........... 32

Hình 4.2.

Sắc kí đồ histamine của chủng vi khuẩn Nh6.2 ở thời điểm 4 ngày ........... 32

Hình 4.3.

Sắc kí đồ histamine của chủng vi khuẩn Nh6.2 ở thời điểm 7 ngày ........... 33

Hình 4.4.

Ảnh hưởng của nồng độ muối đến khả năng sinh trưởng của chủng vi
khuẩn Exiguobacterium profundum CH2.1................................................. 35

Hình 4.5.

Ảnh hưởng của nồng độ muối đến khả năng sinh trưởng của chủng vi
khuẩn Virgibacillus campisalis.TT8.5 ........................................................ 36

Hình 4.6.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng sinh trưởng của chủng vi khuẩn
Exiguobacterium profundum CH2.1 ........................................................... 37

Hình 4.7.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng sinh trưởng của chủng vi khuẩn
Virgibacillus campisalis.TT8.5 ................................................................... 38

Hình 4.8.

Ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng của chủng vi khuẩn
Exiguobacterium profundum CH2.1 ........................................................... 40

Hình 4.9.

Ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng của chủng vi khuẩn
Virgibacillus campisalis.TT8.5 ................................................................... 40

Hình 4.10. Điều kiện nuôi cấy tối ưu của chủng vi khuẩn Exiguobacterium
profundum CH2.1 ........................................................................................ 45

Hình 4.11. Điều kiện ni cấy tối ưu của chủng vi khuẩn Virgibacillus campisalis
TT8.5 ........................................................................................................... 49
Hình 4.12. Đường cong sinh trưởng của 2 chủng CH2.1 và TT8.5 với các điều
kiện tối ưu .................................................................................................... 50

vii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên Tác giả: Nguyễn Thị Hồng
Tên Luận văn: Tuyển chọn, định danh vi khuẩn có khả năng phân giải histamine phân
lập từ quá trình sản xuất nước mắm và tối ưu hố điều kiện ni cấy để thu sinh khối.
Ngành: Công nghệ thực phẩm

Mã số: 8540101

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nơng nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
Tuyển chọn, định danh được 1-2 chủng vi khuẩn ưa mặn, có khả năng phân giải
histamine được phân lập từ q trình sản xuất nước mắm. Từ đó, tối ưu hố điều kiện
ni cấy chủng để thu sinh khối.
Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện được đề tài chúng tôi đã sử dụng các phương pháp sau:

1. Tuyển chọn chủng có khả năng phân giải histamine được tiến hành theo
Tapingkae et al., 2010.

2. Định danh chủng vi khuẩn có khả năng phân giải histamine bằng phương pháp
xác định trình tự gen 16S rRNA được tiến hành theo phương pháp của Yi-Lin
Chen et al., 2015.

3. Phân tích hàm lượng histamine được tiến hành theo phương pháp của Saeed
Tahmouzi et al., 2011.

4. Tối ưu hóa điều kiện ni cấy bằng mơ hình Box-Behnken
Kết quả chính và kết luận
- 6/28 chủng có khả năng phân giải histamine cao nhất sau 7 ngày nuôi cấy trong
mơi trường có bổ sung histamine là Nh6.2, LT9.2, TT8.5, CH2.1, CT13.1, CH3.3 tỷ lệ
phân giải histamine lần lượt là 44.66, 44.31%, 43.11%, 43.09%, 42.94%, 42.94%.
- Từ 6 chủng đó CH2.1, CH3.3, LT9.2, TT8.5, CT13.1, Nh6.2 được mang đi xác
định trình tự gene 16S rRNA được kết quả tương ứng là Exiguobacterium profundum,
Virgibacillus halodenitrificans, Staphylococcus arlettae, Virgibacillus campisalis,
Chromohalobacter salexigens, Staphylococcus cohnii subsp. urealyticus.
- Điều kiện thích hợp cho chủng Exiguobacterium profundum CH2.1: Nồng độ
muối 5-12%, pH = 6-7, nhiệt độ: 27-370C.
Điều kiện thích hợp cho chủng Virgibacillus campisalis TT8.5: Nồng độ muối:
2-8%, pH =7.5- 8.5, nhiệt độ: 32-420C.

viii


- Điều kiện phát triển tối ưu của chủng Exiguobacterium profundum CH2.1: Nồng độ
muối 7.84%, pH = 6.75, nhiệt độ 32.840C với giá trị Abs620nm tại thời điểm 96h đạt 3,8328
-

Điều kiện phát triển tối ưu của chủng vi khuẩn Virgibacillus campisalis

TT8.5: Nồng độ muối 2.6%, pH = 8.5, nhiệt độ 320C với giá trị Abs620nm tại thời
điểm 96h đạt 7,2425
- Khi khảo sát nuôi 2 chủng CH 2.1 và TT8.5 ở điều kiện tối ưu thì tại thời điểm

96h giá trị Abs620nm đạt 3,4477 với chủng CH2.1 và 6,1922 đối với chủng TT.8.5.

ix


THESIS ABSTRACT
Master candidate: Nguyen Thi Hong
The thesis title: Screening, identifying and optimizing of culturing conditions of
histamine degrading bacteria isolated from fish sauce fermentation.
Major: Food Technology

Code: 8540101

Educational organization:Vietnam National University and Agriculture (VNUA)
Research objectives
The aim of this study is to select, identify and optimize culturing conditions of
1-2 bacterial strains with high salt tolerant and histamine degradation from fish sauce
natural fermentation.
Materials and Methods
- Determination of histamine content by HPLC (following Yoshida T. et al.,
2012 and TCVN 8352:2010; with some modifications).
- Bacterial identification was carried out based on morphological observation
and molecular method (sequencing of the gene coded 16s DNA).
- Data analysis was performed using Excel
The following methods were used in the conduct of this research
1. Selection of bacterial strains have histamine degrading ability in cutural
medium according to Tapingkae et al., 2010.
2. Bacterial identification with high histamine degrading ability by 16S rRNA
gene sequencing method was carried out based on the method of Yi-Lin Chen et
al., 2015.

3. Determination of histamine content by HPLC following Saeed Tahmouzi
et al. (2011)
with some modifications .
4. Optimize culture conditions with Box-Behnken model.
- Data analysis was performed using Excel
Main findings and conclusions
- 6/28 strains with highest histamine resolution after 7 days of culture in
histamine supplemented medium were Nh6.2, LT9.2, TT8.5, CH2.1, CT13.1, CH3.3
billion histamine resolution ratio is 44.66%, 44.31%, 43.11%, 43.09%, 42.94%,
42.94%, respectively.

x


- From these 6 strains CH2.1, CH3.3, LT9.2, TT8.5, CT13.1, Nh6.2 were carried
out to determine the gen 16S rRNA sequence, resulting Exiguobacterium profundum,
Virgibacillus halodenitrificans, Staphylococcus arlettae, Virgibacillus campisalis,
Chromohalobacter salexigens, Staphylococcus cohnii subsp. urealyticus respectively.
- Suitable conditions for Exiguobacterium profundum CH2.1 strain: Salt
concentration 5-12%, pH = 6-7, temperature: 27-370C.
Suitable conditions for Virgibacillus campisalis
concentration: 2-8%, pH = 7.5 - 8.5, temperature: 32-420C.

strains

TT8.5:

Salt

- Optimum growing condition of Exiguobacterium profundum CH2.1: Salt

concentration of 7.84%, pH = 6.75, temperature of 32.840C with Abs620nm value at 96h
reaches 3,8328.
- Optimum growing condition of Virgibacillus campisalis strain TT8.5: Salinity
of 2.6%, pH = 8.5, temperature 320C with Abs620nm at 96h reaches 7.2425
- When surveyed to raise 2 strains CH 2.1 and TT8.5 in optimal conditions, at
96h, Abs620nm value reached 3,4477 with CH2.1 and 6,1922 strains for TT.8.5.

xi


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Nước mắm từ lâu đã là gia vị đặc trưng không thể thiếu trong các bữa ăn
của người Việt Nam cũng như hầu hết các nước Đông Nam Á. Khoảng 86% hàm
lượng nitơ tổng số là các nitơ hữu cơ và 49% là nitơ của các amino acid tự do.
Hàm lượng các amino acid đạt khoảng 4g/l với sự có mặt gần như đầy đủ của các
amino acid thiết yếu như valin, leucine, isoleucine, lysine, threonine, không phải
amino acid thiết yếu, methionine, phenylalanine, tryptophane,… (Lopetcharat et
al., 2002).
Những năm gần đây một số nghiên cứu trên thế giới cho thấy nước mắm
đến từ châu Á chứa hàm lượng histamine cao. Mức histamine cao trong thực
phẩm nó gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Cục quản lý Thực phẩm và
Dược phẩm Hoa Kì (FDA) đã cho thấy hàm lượng 50 ppm là mức gây ngộ độc
và 500ppm là mức gây nguy hiểm đến sức khỏe của người sử dụng của các sản
phẩm chứa histamine (Lehane and Olley, 2000).
Hiện nay, việc ứng dụng các vi khuẩn phân giải histamine là một phương
pháp hữu hiệu trong việc giảm lượng histamine trong thực phẩm lên men. Một
số nghiên cứu mới đây đã phân lập được một số chủng vi khuẩn có khả năng phân
giải histamine trong các sản phẩm lên men từ cá cũng như trong nước mắm như:
Staphylococcus xylosus, Staphylococcus carnosus, Bacillus amyloliquefaciens,

Arthrobacter crystallopoietes, và Brevibacterium linens,… (Zaman et al., 2010,
2011; Lee et al., 2016; Tapingkae et al., 2010). Trong nghiên cứu của Lee et al.
(2015, 2016), chủng vi khuẩn có khả năng phân giải histamine là Bacillus
polymyxa D05-1 được phân lập từ cá mòi muối (salted sardine) hàm lượng
histamine trong sản phẩm giảm 34% so với mẫu đối chứng. Nghiên cứu của
Zaman et al. (2010) đã chỉ ra Staphylococcus carnosus phân lập từ nước mắm
có khả năng phân giải được 29,1% histamine so với lượng ban đầu.
Trên thế giới đã có những nghiên cứu về vi khuẩn phân giải histamine và tối
ưu điều kiện nuôi cấy của chúng. Nghiên cứu của Lee et al. (2012) cho thấy
Virgibacillus campisalis sp điều kiện tối ưu cho chủng vi khuẩn này ở pH 7,5-8;
nhiệt độ ở 37ºC và nồng độ muối từ 4-5%. Theo nghiên cứu của Lee et al. (2015,
2016), chủng vi khuẩn có khả năng phân giải histamine là Bacillus polymyxa

1


D05-1 và điều kiện nuôi cấy tối ưu để thu sinh khối là 24h, nhiệt độ 25-37ºC, pH
7-9 và nồng độ NaCl 0,5-5%. Sinh khối này sẽ được bổ sung trực tiếp vào cá
trước khi lên men. Tuy nhiên ở Việt Nam mới chỉ dừng lại ở một số nghiên cứu
về khả năng sinh histamine của vi khuẩn (Dang Thao Yen Linh et al., 2018) cũng
có nghiên cứu về phân lập tuyển chọn những vi khuẩn có khả năng sinh
histamine được phân lập từ quá trình sản xuất nước mắm ở Cát Hải; cũng như
nhóm nghiên cứu của Đại học Nha Trang đã nghiên cứu xác định khả năng sinh
histamine của một số vi khuẩn phân lập từ chượp cá cơm trong quá trình sản xuất
nước mắm truyền thống) tuy nhiên nghiên cứu về khả năng phân giải histamine
từ vi khuẩn cịn nhiều hạn chế.
Trong khn khổ đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ vi sinh để giảm
hàm lượng histamine trong nước mắm truyền thống” với Bộ Công Thương nhóm
nghiên cứu đã phân lập và tuyển chọn được 28 chủng vi khuẩn chịu mặn từ
chượp mắm ở Hải Phòng và Nam Định. Để tìm ra các chủng có khả năng phân

giải histamine và tiến hành tối ưu hóa điều kiện tăng sinh khối, nhằm tạo ra
chế phẩm vi sinh vật bước đầu ứng dụng vào quá trình sản xuất nước mắm.
Chính vì vậy nghiên cứu này đã tiến hành “Tuyển chọn, định danh vi khuẩn
có khả năng phân giải histamine phân lập từ quá trình sản xuất nước mắm
và tối ưu hố điều kiện ni cấy để thu sinh khối”.
1.2. MỤC ĐÍCH – U CẦU
1.2.1. Mục đích
Tuyển chọn, định danh vi khuẩn có khả năng phân giải histamine phân
lập từ quá trình sản xuất nước mắm và tối ưu hố điều kiện ni cấy để thu
sinh khối.
1.2.2. u cầu
- Tuyển chọn chủng có khả năng phân giải histamine từ các chủng vi
khuẩn chịu mặn đã được phân lập từ chượp mắm tại Hải Phòng và Nam Định;
- Định danh chủng vi khuẩn phân giải histamine cao đã tuyển chọn
bằng sinh học phân tử;
- Ảnh hưởng của điều kiện đơn yếu tố và tối ưu hóa điều kiện ni cấy
của chủng vi khuẩn đã tuyển chọn:

2


+ Ảnh hưởng điều kiện đơn yếu tố (pH, nhiệt độ, nồng độ muối) đến khả
năng sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn;
+ Tối ưu hóa điều kiện ni cấy của chủng vi khuẩn theo phương pháp
quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố.

3


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. NƯỚC MẮM
2.1.1. Giới thiệu về nước mắm
Nước mắm theo cách hiểu thông thường là chất nước rỉ từ cá, tôm và một
số động vật nước khác được ướp muối lâu ngày, nó được sử dụng rộng rãi trong
ẩm thực của các quốc gia Đông Nam Á như Việt Nam và Thái Lan để làm nước
chấm hoặc gia vị chế biến các món ăn.
Trên phương diện khoa học, nước mắm là hỗn hợp muối với các amino
acid được tạo ra từ quá trình thủy phân protein trong thịt cá nhờ tác dụng các hệ
enzyme có sẵn trong ruột cá cùng với một số loại vi khuẩn kỵ khí chịu mặn.
Nước mắm là mặt hàng chính của ngành đánh bắt thủy sản nước ta, tiêu
thụ 40-60% tổng số cá đánh bắt được, và được sản xuất trên cả nước. Với lợi thế
có đường bờ biển dài, được thiên nhiên ưu đãi hiện nay nước ta có khoảng 600
nhà máy chế biến nước mắm phân bố trong cả nước, với nhiều thương hiệu nổi
tiếng như nước mắm Phú Quốc, Phan Thiết, Khánh Hòa, Cát Hải, Ninh Cơ,…
(Lương Đức Phẩm, 2012). Trong đó, nguồn nguyên liệu cũng như phương pháp
sản xuất ở mỗi vùng miền có những đặc điểm, cơng thức riêng tạo ra sản phẩm
có hương vị đặc trưng cho mỗi nơi.
2.1.2. Quy trình sản xuất
2.1.2.1. Nguyên liệu sản xuất nước mắm
Nguyên liệu chính để sản xuất nước mắm là cá và muối.
 Cá
Nguyên liệu chính để sản xuất nước mắm được người dân lựa chọn là cá
nục, cá nhâm, cá lâm, rồi cá quẩn, cá trích,… Cá là nguyên liệu chính dùng để
sản xuất nước mắm, do vậy chất lượng của cá sẽ quyết định chất lượng của nước
mắm. Nước mắm chủ yếu được sản xuất từ các loại cá biển nhỏ và có giá trị kinh
tế thấp. Ở mỗi nơi, tuỳ thuộc vào điều kiện tự nhiên mà cá nguyên liệu đánh bắt
được để sản xuất nước mắm là khác nhau vì vậy mà mỗi vùng miền mang một
hương vị nước mắm riêng.
-

Thành phần hóa học của cơ thịt cá gồm: nước, lipid, protein, glucid, muối

vơ cơ, vitamin. Thành phần hóa học của từng loại cá là khác nhau, tùy thuộc vào

4


giống, lồi, trạng thái sinh lí, giới tính, mùa vụ, thời tiết,… Sự khác nhau về
thành phần hóa học, độ tươi của nguyên liệu và sự biến đổi của chúng làm ảnh
hưởng đến mùi vị và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm (Nguyễn Trọng Cẩn và Đỗ
Minh Phụng, 1990).
-

Cá được phân ra làm ba loại:
+ Cá gầy (lipid <1%) như cá cơm, cá tuyết,...
+ Cá béo vừa (lipid <10%) như cá mập, cá nhồng,...
+ Cá béo (lipid >10%) như cá hồi, cá trích, ...
Và loại cá được sử dụng thích hợp ở đây là cá nhỏ, gầy bởi chúng có hàm

lượng lipid thấp. Cá nhỏ để đỡ tốn cơng nhân phải xử lí nguyên liệu trước khi sản
xuất, đồng thời diện tích tiếp xúc của cá với muối cũng tăng thúc đẩy q trình
thuỷ phân diễn ra nhanh chóng.
-

Cá được đưa và sản xuất chế biến thành nước mắm tuyệt đối khơng được

sử dụng các loại cá có chứa chất độc như cá nóc chứa độc tố tetrodotoxin khơng
bị phân huỷ trong q trình lên men.
-

Khơng sử dụng nhưng loại cá ươn, cá ơi thiu vì trong các loại cá này có

hàm lượng histamine cao và các loại cá có chứa tỉ lệ cơ thịt đỏ như: cá ngừ, cá
thu,... vì trong phần cơ thịt đỏ có nhiều histidin dễ dàng chuyển hoá tạo thành
Histamine gây ngộ độc cho con người vì thịt cá có độ bền cơ học kém vi sinh vật
rất dễ phát triển.
-

Sau khi đánh bắt cần bảo quả một cách hợp lí ở nhiệt độ thấp và đưa đi

chế biến, sản xuất trong càng sớm càng tốt để hạn chế sự chuyển hoá từ histidin
thành histamine.
 Muối
Cũng giống như cá, muối là nguyên liệu thứ hai khơng thể thiếu trong q
trình lên men nước mắm. Dùng muối ăn để ướp muối cá là một phương thức bảo
quản hiệu quả. Là phương pháp chế biến và bảo quả dễ dàng, rẻ tiền, nhanh
chóng giải quyết kịp thời một khối lượng nguyên liệu lớn.
Tác dụng của muối ăn trong sản xuất nước mắm (Nguyễn Trọng Cẩn và
Đỗ Minh Phụng, 1990):
+ Bảo quản nguyên liệu, kéo dài thời gian sử dụng;

5


+ Có tác dụng phịng thối khi bảo quản các sản phẩm thuỷ sản bằng cách
ướp muối;
+ Muối ăn thẩm thấu vào nguyên liệu làm cho nước thoát ra, vi khuẩn
thiếu nước không thể phát triển được như vậy chượp cá khơng bị hỏng, bị thối;
+ Thúc đẩy q trình thuỷ phân diễn ra nhanh hơn trong sản xuất nước mắm;
+ Nồng độ muối quá cao có tác dụng ức chế, làm giảm hoạt tính của

enzyme, q 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 tránh
kìm hãm hoạt động của enzyme. Thơng thường ở nước ta, lượng muối ăn tinh
khiết cho vào khoảng 20-25% so với khối lượng cá.
2.1.2.2. Các phương pháp chế biến chượp
Theo Nguyễn Trọng Cẩn và Đỗ Minh Phụng (1990) thì có 3 phương pháp
chế biến chượp cổ truyền:
Phương pháp đánh khuấy:
-Trộn cá và muối: Cá được trộn với muối lần đầu tiên theo tỉ lệ 10-15%
muối trên tổng khối lượng cá. Hỗn hợp cá trộn với muối được gọi là chượp.
-Bổ sung nước và muối
+ Sau khi trộn muối với cá được 2 – 3 ngày thì đổ thêm nước lã sạch theo
tỷ lệ 25 - 30% so với khối lượng cá ban đầu, dùng cào gỗ đánh đảo cho thật kĩ
làm cho muối đều và tan hết.
+ Khi thấy hiện tượng “cá địi muối” thì bổ sung muối lần 2, lượng muối
bổ sung từ 10 -12% so với lượng cá ban đầu.
+ Sau ngày cho muối lần 2 được 3 ngày (về mùa hè) hoặc 6 ngày (về mùa
đơng) thì cho thêm 10 -12% muối nữa so với lượng cá ban đầu và đánh trộn cho
muối tan hết vào chượp.
+ Việc bổ sung muối các lần sau có thể thực hiện 3 - 4 lần, kiểm tra nước
bổi đạt 25 độ bơ mê (độ mặn), khơng cịn hiện tượng “cá đòi muối” nữa là cá đã
đủ muối.
- Chăm sóc chượp
+ Bắt đầu từ khi bổ sung nước trong giai đoạn muối cá là đã bắt đầu việc
chăm sóc chượp bằng cách phơi nắng kết hợp với đánh khuấy;

6

+ Trong ba tháng đầu, hằng ngày, chượp được phơi nắng và đánh khuấy 2
lần/ngày;
+ Đến tháng thứ tư, thứ năm thì trong một tuần đánh khuấy 1 lần;
+ Đến tháng thứ sáu, nước trên bề mặt chượp trong, có hương thơm, màu
sắc đỏ là chượp đã chín;
+ Cho muối nhiều lần đã lợi dụng được khả năng phân giải của enzyme và
vi sinh vật tới mức đô cao, rút ngắn thời gian chế biến chượp. Cho muối nhiều
lần là tạo điều kiện để phòng thối, tiêu diệt các vi khuẩn gây thối thơng thường
và khơng kìm hãm nhiều q khả năng hoạt động của men;
+ Cho thêm nước lã là cung cấp cho môi trường phân giải một lượng vi
sinh vật đáng kể, tạo môi trường lỏng giúp cho men và vi sinh vật hoạt động
được dễ dàng, làm cho tế bào thịt cá chóng được phân giải;
+ Lượng nước cho thêm vào nên vừa phải, nếu ít quá thì tác dụng phân
giải của men kém nhưng nếu nhiều q thì khơng khống chế được q trình thối
rữa đồng thời làm giảm độ đạm trong nước mắm. Vì vậy, lượng nước cho vào
còn tùy thuộc đặc điểm của nguyên liệu, thường từ 20 – 30% so với cá;
+ Thời gian từ 6-8 tháng thì chượp chín.
Phương pháp này được Cát Hải - Hải Phòng sử dụng để sản xuất.
Phương pháp gài nén:
-Trộn muối: Cá được trộn với muối theo tỉ lệ 3 kg cá/kg muối hoặc 4 kg
cá/ kg muối (từ 25 -33% muối trên tổng khối lượng cá) tùy theo chất lượng cá.
+ Cá được trộn đều với muối cho đủ muối ngay từ đầu hoặc cho muối
nhiều lần, sau đó ướp vào thùng hoặc bể rồi gài nén. Dựa vào men trong cá để
phân giải protein của thịt cá, không cho nước lã và không đánh khuấy;
+ Đây là phương pháp của vùng khu 4 cũ hoặc của các tỉnh phía Nam;
+ Khoảng thời gian từ 6 tháng cho đến 1 năm thì chượp chín.
Phương pháp này được nước mắm Phú Quốc sử dụng để sản xuất.
Phương pháp chế biến hỗn hợp (kết hợp hai phương pháp gài nén và
đánh khuấy):
+ Phương pháp này rút kinh nghiệm từ hai phương pháp trên;

+ Lúc đầu, thực hiện phương pháp gài nén;

7


+ Sau đó thực hiện phương pháp đánh khuấy.
Ở miền Nam, chế biến chượp theo phương pháp gài nén thì thời gian dài
nhất nhưng nói chung đạm thối ít hơn nên đạm hữu ít trong nước mắm cao hơn
và tổng lượng đạm cũng cao hơn so với phương pháp đánh khuấy.
Khi đã cho đủ muối thì thân cá đã ngấm muối, nát đều và chìm xuống,
khơng cịn hiện tượng trương và nổi lên nữa. Lúc đó, người ta nói cá đã “đứng
cá”. Nhờ nén chặt, nhiệt nội có trong cá làm cho men hoạt động tăng lên, trung
tâm tích tụ dần khí NH3, CO2, H2S... làm cho cá trương lên, thịt cá bị xé nát nhưng
xương và da vẫn còn nguyên. Muối thẩm thấu vào cá nước tiết ra gọi là nước bổi.
Khoảng 1 tháng sau thì cá chìm xuống hẳn, nước nổi lên có màu vàng, trong và
xuất hiện mùi nước mắm rõ rệt, lúc đó cá đã “đứng mặt dầu”. Màu sắc của nước
mắm chuyển từ màu vàng nhạt sang hẳn màu vàng đậm, nước mắm trong.
Sau 6 – 12 tháng, chượp đã chín hồn tồn, có thể chiết rút.
Đặc điểm của phương pháp này là chượp chín cá vẫn cịn ngun con,
xương khơng nát nên thuận lợi cho việc kéo rút.
2.1.2.3. Các hệ enzyme tham gia vào quá trình phân giải protein
Theo Phan Thị Thanh Quế, 2005 lượng chất đạm tăng cao nhất ở tháng
thứ 3 sau đó khơng tăng hoặc hơi giảm, lượng peptide và amino acid tăng đến khi
chượp chín. Men phân giải bao gồm ba hệ, mỗi hệ có tính chất và giữ vai trị
quan trọng khác nhau:
- Hệ men metalo – protease: có nhiều trong nội tạng cá, chịu được nồng
độ muối cao nên ngay từ đầu đã hoạt động rất mạnh, sang tháng thứ 2 thì giảm
dần tới tháng thứ 3. Có hoạt tính mạnh, thuỷ phân rộng rãi đối với các loại
peptid, đại diện cho nhóm men thuỷ phân trung tính, mơi trường thích hợp pH=
5 – 7, điểm đẳng điện pI= 4 – 5, ổn định với Mn++ và Mg++, dễ mất hoạt tính

với Zn++, Ni++, Pb++, Hg++.
- Hệ men serin – protease: tồn tại nhiều trong nội tạng cá, có tồn tại trong
nước bổi nhưng hoạt động yếu ớt. Hoạt tính tăng dần từ tháng thứ 2 và đạt cực
đại ở tháng thứ 3 rồi giảm dần đến tháng thứ 9. Theo Koide, 2010 hệ men này bị
ức chế bởi chuỗi acid amine nằm trong cấu trúc của enzyme. Khi phân giải tế bào
thì Cathepsin B có nhiệm vụ tháo gỡ chuỗi ức chế ra khỏi cấu trúc và hệ men này
hoạt động mạnh và đóng vai trị vơ cùng quan trọng trong q trình thuỷ phân
cịn lại. Mơi trường hoạt động pH=5 – 10 và hoạt động tốt pH= 9.

8


- Hệ men acid protease: được tìm thấy nhiều trong nội tạng, thịt cá. Hệ
men này tồn tại trong giai đoạn ngắn của đầu thời kì thuỷ phân, người ta thấy nó
tồn tại trong nước bổi, sau 24h thì hoạt tính của chúng mất hẳn do khơng chịu
được mặn. Hệ men này thuỷ phân protein mạnh nhưng bị ức chế bởi nồng độ
muối cao.
2.2. HISTAMINE
2.2.1. Giới thiệu chung về histamine
Histamine là một amine sinh học, công thức phân tử là C5H9N3, danh pháp
hóa học là 2-(3H-imidazol-4-yl) ethanamine. Nó là một hợp chất dị vịng, có
hai nhóm amine (diamine), dạng tinh thể, dễ hút ẩm, nhiệt độ nóng chảy
83.5oC, nhiệt độ sơi 209.5oC, dễ hịa tan trong nước và ethanol, tan rất ít trong
diethyl ether.

Hình 2.1. Cơng thức cấu tạo

Hình 2.2. Cấu trúc không gian

Histamine là một hợp chất không mùi, không thể phát hiện ngay cả bởi các

nhà nghiên cứu đã được đào tạo (Tapingkae et al., 2010). Histamine có đặc tính
chịu nhiệt, thậm chí khi được nấu chín histamine vẫn không bị phá hủy (Luten et
al., 1992).
Trong cơ thể người, histamine là một chất nội sinh được tạo ra một cách tự
nhiên qua q trình decarboxyl hóa amino acid histidine với sự xúc tác của
histidine decarboxylase. Enzyme này chỉ được tổng hợp khi cần thiết và bị phân
hủy ngay khi lượng histamine nội sinh được sinh tổng hợp đủ (FAO, 2013).
Histamine được tìm thấy trong các tế bào mast (dưỡng bào), tập trung nhiều ở
mũi, miệng, thành mạch máu… Nó có vai trị chính trong phản ứng dị ứng, làm
giãn mạch máu và tăng tính thấm của thành mạch. Bên cạnh đó, nó hoạt động
như một chất dẫn truyền thần kinh hoặc chất trao đổi chất mang tín hiệu từ một
dây thần kinh này đến dây thần kinh khác, cũng như thực hiện một số chức năng

9


quan trọng khác trong các mô cơ thể khác nhau. Hợp chất này tham gia vào
khoảng 23 chức năng sinh lý như điều chỉnh nhiệt độ và trọng lượng cơ thể, kiểm
soát giấc ngủ và sự tỉnh táo, tiết acid ở dạ dày, làm lành vết thương, làm giảm
huyết áp… (Noszal, 2004).
Hàm lượng histamine bị suy giảm thông qua quá trình oxy hóa, được xúc
tác bởi histamine oxidase hoặc histamine dehydrogenase. Histamine oxidase xúc
tác chuyển đổi của histamine, với sự hiện diện của nước và oxy đến imidazole
acetaldehyde, amoniac và hydrogen peroxide (Sekiguchi et al., 2004). Các amine
sinh học bị phân hủy thơng qua q trình oxy hóa xúc tác bởi histamine oxidase
qua phản ứng: R-CH2-NH-R '+ O2 + H2O → R-CHO + H2N-R' + H2O2 (Murooka
et al., 1979). Các nghiên cứu đã chứng minh sự có mặt của histamine oxidase
trong nhiều loại vi khuẩn (Martuscelli et al., 2000; Murooka et al., 1979; Zama et
al., 2010). Monoamine oxidase đã được tìm thấy trong một số dịng họ
Enterobacteriaceae như Klebsiella, Enterobacter, Eschericia, Salmonella,

Serratia và Proteus (Murooka et al., 1979). Ngoài ra, một số vi khuẩn cũng sử
dụng histamine dehydrogenase làm giảm histamine (Hacisalihoglu et al., 1997).
Tuy nhiên, một số sản phẩm thực phẩm gây ra những hạn chế đối với hoạt động
này trong các điều kiện tăng trưởng vi khuẩn và hoạt động enzyme ở pH thấp,
nhiệt độ cao hoặc độ mặn cao. Những hạn chế này nên được loại bỏ để đảm bảo
hiệu quả của hoạt động này trong thực phẩm có nồng độ muối cao, chẳng hạn
như nước mắm và nước sốt tơm.
2.2.2. Sự hình thành histamine trong thực phẩm
2.2.2.1. Sự hình thành histamine
Các amine sinh học phổ biến như histamine, putrescine, cadaverine, và
tyramine… có mặt trong nhiều các sản phẩm cá sống (Kim et al., 2001a,b) và
trong các sản phẩm lên men như nước mắm, pho mat, rượu, bia và dưa bắp cải,
thịt lên men (Halasz et al., 1994; Shalaby, 1996; Jairath et al., 2015).
Các amine sinh học trong thực phẩm nói chung được hình thành chủ yếu
do sự loại nhóm α-carboxyl của các amino acid tương ứng. Histamine được hình
thành bởi sự tách nhóm α-carboxyl ra khỏi amino acid histidine (Hình 1).
Histidine là một trong các amino acid không thay thế mà cơ thể người không tự
tổng hợp, được cung cấp từ thức ăn. Histidine thường được tìm thấy trong thực
phẩm như cá, thịt, trứng và các sản phẩm từ sữa (Wickham, 2011).

10


Hình 2.3.
2. Sự hình thành histamine từ histidine
tidine
Sự tách nhóm
óm carboxyl
ca
của amino acid diễn ra do hoạtt động

đ
của enzyme
decarboxylase có trong nguyên liệu hoặc do các vi sinh vậtt sinh
si ra (Shalaby,
1996). Các vi sinh vậật này có thể có sẵn trong nguyên liệu hoặặc xuất hiện trong
quá trình xử lý nguyên
uyên liệu và trong quá trình chế biến thựcc phẩm
ph
(Leuschner et
al., 1998). Trong cá được
đư bảo quản ở điều kiện lạnh hoặc lạạnh đơng, sự hình
thành các amine sinh
inh học
h bị hạn chế vì điều kiện nhiệt độ thấpp làm
là chậm sự phát
triển của vi khuẩnn và hoạt
h
động của enzyme decarboxylase.
se. Do đó, hàm lượng
các amine sinh họcc trong
tron cá tươi thấp hơn rất nhiều so với trong cá ươn (Prester,
2011; FAO-WHO,, 2013).
2013
Trong các sảnn phẩm
ph
lên men từ cá, các amine đượcc hình thành với hàm
lượng lớn. Nguyên nhân có thể là do điều kiện lên men đã đáp ứng các yêu cầu
cần thiết cho sự sinh
inh am
amine như mức độ sẵn có của các amino

ino ac
acid tự do, sự hiện
diện của vi khuẩn sinh enzyme
e
decarboxylase, và các điều kiệnn cho
c phép sự phát
triển của vi khuẩn này (Köse,
(
2010). Hàm lượng histamine rấtt cao
ca được ghi nhận
đối với các loại nướcc mắm
m khác nhau, như 200-600 mg/L trong nước mắm Thái,
1380 mg/L trong nướ
ớc mắm Hàn Quốc (Brillantes and Samoso
amosorn, 2001), nước
mắm nukazuke ở Nhậật 383-1172 mg/L (Kuda et al., 2012). Như vậy, các yếu tố
ảnh hưởng đến việcc hình
hìn thành các amine sinh học gồm chấtt lượng
lư
và điều kiện
bảo quản nguyên liệuu (Komprda
(
et al., 2001), quy trình sảnn xuất
xu (Rivas et al.,
2008), các vi sinh vậtt sinh
sin enzyme decarboxylase (Santos, 1996) và sự sẵn có của
các amino acid tự do.
Một vài loài củủa các giống vi khuẩn Bacillus, Citrobact
bacter, Clostridium,
Escherichia, Klebsiella

siella, Listeria, Photobacterium, Proteus,
teus, Pseudomonas,
Salmonella, Shewanella
nella, Shigella, Plesiomonas và vi khuẩnn lactic
lac có khả năng
tách nhóm carboxyl củủa một hay nhiều amino acid để tạo ra các amine sinh học
(Rollan et al., 1995;
95; Kim
K
et al., 2003; Bjornsdottir et al., 2009;
20
Hungerford,
2010). Histamine có mặt
m trong các sản phẩm lên men như rượ
ợu vang (LonvaudFunel và Joyeux, 1994), pho mát (Stratton et al., 1991) và nướcc mắm
m
(Kimura et

11


al., 2001; Hungerford, 2010), được tạo ra chủ yếu bởi vi khuẩn gram dương như
vi khuẩn lactic (Leuconostoc oenos, Tetragenococcus muriaticus…). Trong khi
đó, histamine trong các sản phẩm cá sống chủ yếu do vi khuẩn gram âm như
Morganella morganii, Klebsiella spp. Raoultella planticola, và Enterobacter
aerogenes, Photobacterium damselae… (Kim et al., 2000; Lo´pez-Sabater et al.,
1994; Kim et al., 2001b; Hungerford, 2010). Gần đây, một số loài khác sinh
histamine cũng được phát hiện trong sản phẩm cá sống như Photobacterium
phosphoreum và Morganella psychrotolerans (Emborg et al., 2006; Kanki et al.,
2004). Sự phát triển và sinh histamine của những vi khuẩn này có thể là vấn đề

rất khó kiểm sốt ở các quy trình chế biến thơng thường, ngay cả khi ngun liệu
cá được bảo quản lạnh (Bjornsdottir et al., 2009).
Histamine được tạo thành từ amino acid histidine nên thực phẩm chứa
nhiều đạm bảo quản càng lâu thì lượng histamine càng tăng. Các loại cá biển, đặc
biệt cá có chứa tỉ lệ cơ thịt đỏ cao như cá ngừ, cá thu, cá song… có hàm lượng
histamine cao. So với thịt gia súc, gia cầm, thịt cá có độ bền cơ học kém hơn nên
vi sinh vật (Enterobacteriaceae, Morganella morganii…) rất dễ phát triển và
sinh ra histidine decarboxylase chuyển hóa histidine thành histamine. Các vi
khuẩn này có thể tồn tại tự nhiên trên mang cá, trên các bề mặt bên ngoài và
trong ruột cá nước mặn và khơng gây hại khi cá cịn sống. Nhưng khi cá chết, các
cơ chế phòng vệ của cá khơng cịn khiến chúng phát triển và sinh ra histidine
decarboxylase (Đào Thị Ngà, 2016). Một khi histidine decarboxylase đã có mặt
trong cá, chúng có thể tiếp tục sản sinh histamine ngay cả khi vi khuẩn khơng
hoạt động. Ngồi ra, sự hình thành và tích tụ histamine chịu ảnh hưởng bởi sự kết
hợp giữa thời gian và nhiệt độ bảo quản cá sau thu hoạch. Một nghiên cứu cho
thấy sau 24h bảo quản cá ngừ vây vàng ở 20oC, histamine hình thành nhanh
chóng và nồng độ cao gấp 10 lần so với ban đầu (Guizani et al., 2005). VecianaNogues et al. (1997) đã chỉ ra rằng hàm lượng histamine tăng lên trong mẫu cá
bảo quản ở nhiệt độ thấp chậm hơn so với mẫu được bảo quản ở nhiệt độ của mơi
trường và histamine khó bị phân hủy bằng đun nóng hoặc đông lạnh.
2.2.2.2. Các yếu tố môi trường tác động đến sự hình thành histamine trong
thực phẩm
Các yếu tố mơi trường chính ảnh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn trong
thực phẩm là nhiệt độ, nồng độ muối và pH. Chúng có thể ảnh hưởng đến việc
hình thành các amine sinh học nói chung và histamine nói riêng. Bởi vì, chúng

12


không chỉ tác động đến sự sinh trưởng và phát triển của các tế bào vi khuẩn có
khả năng sinh ra enzyme decarboxylase mà cịn tác động đến hoạt tính của

enzyme này. Bên cạnh đó, giá trị tối ưu của các yếu tố mơi trường cho hai vấn đề
này có thể khác nhau (Bargossi et al., 2015a).
Nhiệt độ: nhiệt độ gần với nhiệt độ tối ưu để vi sinh vật sinh trưởng tốt
nhất, thúc đẩy quá trình trao đổi chất và tăng sinh tế bào cũng chính là nhiệt độ
thích hợp cho việc hình thành amine (Fausto, 2016). Theo nghiên cứu của CallesEnriquez et al. (2010), chủng Streptococcus thermophilus khi được nuôi cấy ở
nhiệt độ 4oC sản sinh histamine thấp hơn so với khi được ni cấy ở 42oC. Nói
chung khả năng sản sinh các amine sinh học bị hạn chế bởi sự giảm nhiệt độ.
Điều này có nghĩa là để tránh sự tích tụ các sản phẩm khơng mong muốn sau sản
xuất, đặc biệt là trong các thực phẩm khơng lên men như các sản phẩm thủy sản
thì chúng cần được bảo quản lạnh trong quá trình lưu trữ và thương mại hóa
(Knope et al., 2014). Một số tác giả nghiên cứu tác động quan trọng của nhiệt độ
bảo quản đối với sự hình thành histamine trong cá ngừ (Emborg và Dalgaard,
2006; Kanki et al., 2007) và cá cơm (Visciano et al., 2007).
Nồng độ muối: việc tăng nồng độ muối sẽ ảnh hưởng đến quá trình trao
đổi chất của vi khuẩn có khả năng sinh enzyme decarboxylase, từ đó làm giảm sự
tích lũy các amine sinh học trong thực phẩm. Đặc biệt, khi tăng nồng độ muối, vi
khuẩn Gram âm bị ức chế nhiều hơn so với vi khuẩn Gram dương. Tuy nhiên, con
người có xu hướng tránh sử dụng thực phẩm có hàm lượng muối cao do chúng ảnh
hưởng đến sức khỏe (Fausto, 2016). Ảnh hưởng của nồng độ muối đến hoạt động
của enzyme histidine decarboxylase đối với loài S. thermophiles đã được nghiên
cứu. Kết quả cho thấy việc sản sinh histamine bị hạn chế trong tế bào sống của S.
thermophiles tại nồng độ muối 2,5% (Tabanelli et al., 2012). Một số loài thuộc vi
khuẩn lactic được phân lập từ nước mắm như Tetragenococcus muriaticus có khả
năng sinh histamine trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển, và sản sinh
histamine nhiều nhất tại nồng độ muối 5- 7%, và hoạt động của histidine
decarboxylase có thể duy trì tại nồng độ muối 20% (Kimura et al., 2001).
pH: một số nghiên cứu đã tập trung vào mối quan hệ giữa pH và sự tích
tụ các amine sinh học. Nhiều trường hợp đã chứng minh rằng sự sản sinh
decarboxylase diễn ra tốt hơn tại pH thấp (Romano et al., 2014; Perez et al.,
2015). Tác động của pH thấp trong việc tăng cường sự sản sinh histidine

decarboxylase của Lactococcus lactis đã được quan sát bởi Trip et al. (2012) và ở

13