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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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,
- 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