Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
Quyên
Luận văn
Ứng dụng vi khuẩn lactic trong
sản xuât tôm chua
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
Trang 1
Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
Quyên
MỞ ĐẨU
Trong các món ăn cổ truyền nổi tiếng của dân tộc Việt Nam, tôm chua được
xem là một đặc sản của người dân Việt. Tôm chua có giá trị dinh dưỡng cao giàu chất
đạm và thơm ngon đặc biệt. Thực chất tôm chua là một sản phẩm của quá trình lên
men lactic và thuỷ phân protein, được làm từ tôm, cơm nếp, muối và gia vị. Nó là một
món ăn thường thấy ở các tỉnh phía Nam. Từ Thừa Thiên Huế trở vào tỉnh nào cũng
muối tôm chua, nhưng tôm chua xứ Huế thơm ngon và có hương vị đặc biệt khác lạ so
với các sản phẩm cùng loại. Tuy là một đặc sản nhưng từ trước đến nay nó chưa được
nghiên cứu kĩ và phát triển nó thành sản phẩm công nghiệp mà chỉ được sản xuất ở
quy mô gia đình với sản lượng khiêm tốn, chất lượng phụ thuộc vào tay nghề của
người chế biến. Nước ta có nguồn nguyên liệu tôm rất lớn và phong phú. Tôm không
những được tiêu thụ trong nước mà còn được xuất khẩu ra nước ngoài dưới dạng các
sản phẩm tôm đông lạnh. Mặc dầu là nước có sản lượng về nguyên liệu tôm rất lớn
nhưng thực tế sản lượng tôm có đủ tiêu chuẩn để xuất khẩu thì chỉ chiếm không quá
40% sản lượng. Số tôm còn lại được tiêu thụ trong nước dưới dạng nguyên liệu tươi
hoặc dưới dạng các sản phẩm tôm khác nhau trong đó có sản phẩm tôm chua. Với lợi
thế ở thời gian bảo quản dài, dễ dàng cho việc lưu thông và phân phối, hương vị thơm
ngon, sản phẩm tôm chua nếu được đầu tư cho nghiên cứu và sản xuất có thể trở thành
một mặt hàng đáng giá trong tương lai.
Từ xưa con nguời đã biết ứng dụng vi khuẩn lactic đang được sử dụng rộng rãi
trong sản xuất các sản phẩm lên men chua trong đó có sản phẩm tôm chua. Quá trình
Pasteur lần đầu tiên đã chứng minh được rằng việc làm chua sữa bò là do nhóm vi sinh
vật đặc biệt gọi là vi khuẩn lactic. Năm 1878, Josph Lister lần đầu tiên phân lập được
một loại vi khuẩn lactic đặt tên là Bacterium lactis (hiện nay gọi là Streptococcus
lactis). Từ đó đến nay nhiều loài vi khuẩn lactic khác nhau đã được phân lập và nghiên
cứu.
2. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN LACTIC
Vi khuẩn lactic được xếp chung vào họ Lactobacteriacae. Mặc dù nhóm vi
khuẩn này không đồng nhất về hình thái (vi khuẩn dạng que ngắn, que dài lẫn vi khuẩn
hình cầu) song về mặt sinh lý chúng tương đối đồng nhất: vi khuẩn Gram (+), không
tạo bào tử, và hầu hết không di động. Chúng thu nhận năng lượng nhờ phân giải
hydratcacbon và tiết ra acid lactic:
Tất cả các loài vi khuẩn lactic đều là vi khuẩn lên men bắt buộc, chúng không
chứa các xitocrom và enzyme catalaza. Tuy nhiên chúng có thể sinh trưởng được khi
có mặt oxi, chúng là các loài vi khuẩn sống từ kị khí tới hiếu khí.
Các loài vi khuẩn lactic bao gồm 4 giống sau: Streptococcus, Leuconostoc,
Pediococcus, Lactobacilus.
2.1. Đặc điểm hình thái
Các vi khuẩn khác nhau có hình dạng và kích thước khác nhau. Ngoài ra hình
dạng và kích thước của tế bào vi khuẩn lactic còn phụ thuộc vào môi trường, điều kiện
nuôi cấy, sự có mặt của oxi và tuổi tế bào.
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
Trang 4
C
6
H
12
O
6
2CH
các sản phẩm thuỷ phân protein từ thịt, casein, pepton, peptid…
c. Nhu cầu vitamin
Các vi khuẩn lactic rất cần vitamin cho sự phát triển. Thường phải bổ sung vào
môi trường các chất vitamin như khoai tây, cà rốt, dịch tự phân nấm men và nhiều chất
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
Trang 5
C
6
H
12
O
6
CH
3
COOH + CO
2
+ C
2
H
5
COOH
Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
Quyên
khác. Các vitamin đóng vai trò là coenzim trong quá trình trao đổi chất của tế bào. Rất
ít vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp được vitamin.
d. Nhu cầu muối vô cơ
Để đảm bảo sinh trưởng và phát triển đầy đủ, vi khuẩn lactic cần rất nhiều các
hợp chất vô cơ như đồng sắt, natri, kali, lưu huỳnh, mangan. Đặc biệt là mangan vì
mangan ngăn cản sự tự phân của tế bào và nó cần thiết cho qúa trình sống bình thường
- Streptococcus cremoris: Thường tạo thành chuỗi dài, thường phát triển ở nhiệt
độ thấp hơn Lactobacterium casei, tối ưu từ 25
0
C ÷ 30
0
C, lên men glucose, galactose.
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
Trang 6
Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
Quyên
Hình 1.1. Streptococcus cremoris
- Lactobacterium bulgaricus: đây là trực khuẩn rất dài, nhiệt độ phát triển tối ưu
là 20
0
C, có khả năng lên men glucose, lactose. Có khả năng tạo độ acid cao (3,7% acid
lactic).
- Lactobacterium delbruckii: thường gặp trên hạt đại mạch, đây là trực khuẩn
lớn. Trong quá trình phát triển của mình chúng có khả năng tạo thành sợi. Nhiệt độ tối
ưu cho chúng phát triển từ 45 ÷ 50
0
C, khác với các loài khác chúng không có khả năng
lên men đường lactose vì vậy chúng không được dùng trong chế biến sữa.
- Lactobacterium cueumeris fermenti: thường tìm thấy chúng trong sữa ủ chua.
Là trực khuẩn không chuyển động, thường tạo thành tế bào đơn và có khi tạo thành
chuỗi. Thường chúng tạo thành chuỗi trong quá trình lên men. Khả năng tạo axit tối đa
trong môi trường từ 0,9 ÷ 1,2%.
2.3.2. Lên men dị hình
- Streptobacterium hassice fermentatae: thường thấy chúng trong các dịch lên
men chua rau cải. Chúng tồn tại từng tế bào riêng biệt hoặc ghép thành từng đôi, hoặc
- Tôm tưoi - Riềng
- Tỏi - Ớt
- Gạo nếp - Rượu trắng 40
0
C
- Muối - Đường
- Các hũ nhựa - Giống chuẩn
3.2. Thành phần hoá học trong tôm chua
Thành phần hoá học trong tôm chua gồm:
- Protein
- Lipid
- Glucid
- Acid lactic
3.3. Tổng quan về nguồn nguyên liệu tôm
3.3.1. Nguồn lợi và tình hình thương mại tôm trên thế giới và tại Việt Nam
3.3.1.1. Tôm trên thế giới
Nguồn lợi tôm phân bố hầu hết trên thế giới. Tôm phân bố cả ở biển và sông
hồ. Tuy vậy tôm biển vẫn nhiều hơn hẳn. Tôn nước ngọt chỉ chiếm 3 – 4% sản lượng
tôm khai thác được.
Hiện nay trên thế giới đã biết đến hàng trăm loài tôm nhưng tôm có giá trị
thương phẩm chỉ hơn 20 loài. Nguồn lợi tôm hầu như phân bố khắp thế giới và có rất
nhiều chủng loại nhưng để trở thành hàng hoá có giá trị thì đó bị hạn chế bởi nhiều
điều kiện như giống tôm, nơi sinh sống, điều kiện chăm sóc và điều kiên tự nhiên.
Phân loại tôm theo khu vực sinh sống thì có thể chia làm 2 loại chính là tôm
hàn đới và tôm nhiệt đới.
a. Tôm hàn đới
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
Trang 9
Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
- Khu vực nam Hoàng sa chủ yếu là tôm rồng.
- Khu vực Côn Sơn có các loài tôm thuộc họ tôm gai.
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
Trang 10
Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
Quyên
- Khu vực Tây Nam Bộ chủ yếu là tôm sú, tôm bạc.
Hiện nay nhu cầu về tôm ngày càng cao, sản lượng đánh bắt có hạn vì vậy nghề
nuôi tôm đang được phát triển mạnh đặc biệt là khu vực Nam Trung Bộ kéo dài đến
vùng đồng bằng sông Cửu Long.
3.3.1.3.Một số loài tôm dùng để sản xuất tôm chua
- Tôm thẻ
Hình 1.6. Tôm thẻ
- Tôm sú
Hình 1.7. Tôm sú
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
Trang 11
Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
Quyên
- Tôm càng xanh
Hình 1.8. Tôm càng xanh
- Tôm bạc
Hình 1.9. Tôm bạc
- Tôm đất
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
Trang 12
Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
thịt tôm. Những thay đổi này cũng ảnh hưởng lớn đến thời gian bảo quản được của sản
phẩm.
3.3.2.2. Protein
Cơ thịt của tôm thường chứa khoảng 13 – 25% protein. Hàm lượng này biến
thiên tuỳ thuộc vào giống, loài tôm, điều kiện dinh dưỡng và loại cơ thịt.
Có thể chia protein trong mô cơ của tôm nguyên liệu thành 3 nhóm sau:
- Protein cấu trúc: 70 – 80% tổng hàm lượng protein.
- Protein cơ (mycoalbumin, globulin) chiếm 23 – 30% tổng hàm lượng protein
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
Trang 14
Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
Quyên
- Protein mô liên kết: điểm đẳng điện của protein tôm khoảng pH = 4.5 – 5.5, ở
giá trị pH này các protein trung hoà về điện và kị nước hơn trạng thái ion hoá. Điều đó
có nghĩa khả năng liên kết với nước và khả năng hoà tan thấp nhất. Nếu pH cao hơn
hoặc thấp hơn điểm đẳng điện thì độ hoà tan sẽ tăng lên.
Tôm là loại thực phẩm khá giàu các acid amin. Giá trị dinh dưỡng của tôm cao
là nhờ các acid amin này. Trong đó thành phần các acid amin chứa lưu huỳnh cao hơn
thịt nên khi các acid amin này bị thuỷ phân sẽ tạo ra mùi ươn thối rất khó chịu.
3.3.2.3. Lipid
Mô cơ của tôm chứa khoảng 0.01 – 3% lipid so với khối lượng của tôm mà
thành phần chủ yếu là các phospholipid.
3.3.2.4. Chất khoáng
Tôm là loại thực phẩm rất giàu chất khoáng. Hàm lượng chất khoáng có trong
thịt tôm biến thiên ở khoảng từ 0,7 – 1,5% khối lượng tôm. Hàm lượng chất khoáng
trong thịt tôm có đặc trưng theo loài và biến thiên theo mùa, đồng thời hàm lượng chất
khoáng phụ thuộc rất lớn vào điều kiện sống của tôm.
3.3.2.5. Hệ vi sinh vật và enzyme
Các loài thuỷ sản có hệ vi sinh vật tự nhiên cao do sống trong môi trường
trình tạo ra acid lactic là quá trình lên men rượu, lên men acid acetic, acid propionic và
acid butylic…
Theo thời gian muối tôm chua, các hợp chất trên được tạo ra, sự phối hợp giữa
các thành phần chính là acid lactic cùng với rượu etylic, acid acetic….tạo ra hương vị
đặc trưng cho sản phẩm. Trong môi trừờng acid lactic, protein bị biến tính tạo cho tôm
có mùa đỏ đẹp.
3.4.2.2. Sự biến đổi trong quá trình lên men lactic
- Sự biến đổi lượng acid lactic
Trong quá trình muối tôm chua, lượng acid lactic tăng lên. Hàm lượng acid
lactic lớn hơn 2% có khả năng ức chế không những với vi sinh vật có hại mà còn ức
chế cả vi khuẩn lactic. Tuy nhiên tôm chua với lượng acid lactic lớn hơn 2% có khả
năng bảo quản được lâu.
- Sự biến đổi lượng acid chung
Trong quá trình lên men lactic không điển hình, ngoài acid lactic thì sản phẩm
còn khá nhiều acid hữu cơ khác. Theo thời gian lên, lượng acid chung ngày càng tăng
lên.
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
Trang 16
Acid pyruvic acid lactic
Lacta đehydrogenaza
Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
Quyên
Nếu muối tôm chua theo phương pháp dùng đường thay cơm nếp sẽ có mùi vị đặc
trưng của sản phẩm lên men lactic.
- Sự biến đổi hàm lượng rượu êtylic
Khi muối tôm chua theo phương pháp cổ truyền, người ta có phun vào tôm
chua một ít rượu với mục dích làm cho sản phẩm thêm hương vị. Quá trình lên men
lactic dị hình ngoài acid lactic còn có rượu và các acid khác. Trong đó rượu etylic là
trung gian chuyển hóa thành các acid khác. Bổ sung thêm lượng rượu làm hàm lượng
nhiều hay ít đều làm ảnh hưởng đến sự tích luỹ acid lactic trong sản phẩm.
Khi lượng đường tăng thì tốc độ lên men lactic tăng, nhưng khi hàm lượng
đường lớn hơn 20% thì tốc độ lên men lactic giảm dần xuống. Với lượng đường 14 –
17% đảm bảo tạo ra một lượng acid chung vừa phải, làm cho tôm chua ngọt thích hợp.
- Ảnh hưởng của gia vị
Khi muối tôm chua người ta dùng gia vị gồm: tỏi, ớt, riềng. Các gia vị như tỏi,
riềng có khả năng ức chế hoạt động của vi sinh vật gây thối tạo điều kiện cho vi khuẩn
lactic phát triển mạnh. Vì trong ớt, tỏi, riềng có chất sát khuẩn nên nó ức chế được các
vi sinh vật gây thối.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ
+ Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình lên men lactic và chất lượng sản
phẩm. Mùa nắng tôm chín nhanh, vào mùa nắng thì nhiệt độ rất thích hợp cho vi
khuẩn lactic phát triển (nhiệt độ 30
0
C – 40
0
C), mùa lạnh tôm lâu chín vì vào mùa lạnh
nhiệt độ môi trường thấp nên ức chế sự phát triển của vi khuẩn lactic nên quá trình lên
men lactic xảy ra chậm. Tôm chua muối vào mùa nắng có chất lượng sản phẩm cao
hơn, màu sắc đỏ tươi và mùi vị thơm ngon.
+ Nhiệt độ muối tôm chua ngày càng cao thì quá trình muối tôm chua càng
nhanh, lượng acid chung tích luỹ ngày càng nhiều. Nhưng nhiệt độ cao, một số vi
khuẩn gây thối lại có khả năng phát triển mạnh làm hư hỏng sản phẩm. Ngoài ra quá
trình lên men butylic xảy ra mạnh trong điều kiện yếm khí và nhiệt độ 30 – 40
0
C do đó
để hạn chế tôm chua lên men butyric nên muối tôm chua ở nhiệt độ dưới 30
0
C tuy ở
nhiệt độ này quá trình lên men xảy ra chậm hơn ở nhiệt độ 35
màu đỏ gạch. Ngoài pH, acid, thì nhiệt độ cao cũng là nguyên nhân gây biến tính. Ở
nhiệt độ trên 40
0
C thì quá trình biến tính này xảy ra. Vì vậy nếu quá trình muối tôm
chua ở nhiệt độ cao thì tôm chua có màu đỏ đẹp.
3.4.3.2. Các ảnh hưởng lên quá trình thuỷ phân protein
- Ảnh hưởng của lượng muối ăn lên quá trìmh thuỷ phân protein
Muối ăn có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình thuỷ phân protein ở tôm cũng như
sự tạo ra các hợp chất amin trong sản phẩm tôm chua. Muối ăn có tác dụng tích cực là
kìm hãm hoạt động của các vi sinh vật gây thối cũng như giảm hoạt tính protease do
chúng sinh ra.
Nhìn chung lượng muối ăn càng cao thì tốc độ thuỷ phân protein càng chậm
- Ảnh hưởng của quá trình lên men lactic lên quá trình thuỷ phân protein.
Đường dưới tác dụng của vi khuẩn lactic chuyển hoá thành acid lactic và các
acid hữu cơ khác. Các acid này tạo môi trường pH thấp ( 4 – 4,5 ). Môi trường pH này
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
Trang 19
Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
Quyên
có ảnh hưởng đến quá trình thuỷ phân protein. Một mặt nó tạo ra môi trường thích hợp
cho các enzyme protease thuỷ phân protein. Các protease này có sẵn trong tôm hay
dom các vi khuẩn tổng hợp nên. Mặt khác nó lại ức chế sự có mặt các vi khuẩn gây
thối và cũng hạn chế luôn sự tổng hợp protease của các vi khuẩn này. Như vậy tác
động này có hai mặt.
Vi khuẩn lactic cũng có khả năng tổng hợp protease. Protease của vi khuẩn
lactic cũng tham gia vào quá trình thuỷ phân protein trong tôm nhưng protease này có
hàm lượng ít và hoạt tính không cao.
Acid lactic tạo ra trong quá trình muối tôm chua có khả năng ức chế các hoạt
động của vi khuẩn gây thối cũng như khả năng tổng hợp protease của chúng. Như vậy
+ MgSO
4
10 g
+ NaCl 0,5 g
+ FeSO
4
0,5 g
+ MnSO
4
0,5 g
+ Nước cất 250 ml
- Nước cất 600ml
- Thạch 20 g
- pH = 6,9
1.1.2. Chuẩn bị môi trường
Cà chua đem thái lát, làm nhỏ, sau đó dùng vải lọc vắt lấy nước, hoặc dùng máy
ép để vắt lấy nước. Lấy phần nước đem đun sôi và lọc lấy nước trong.
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
Trang 21
Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
Quyên
Cho thạch vào cốc thủy tinh, thêm nước cất và tiến hành đun sôi, dùng đũa thủy
tinh khuấy đều cho thạch tan ra hết. Song song với quá trình này dùng cốc thủy tinh
khác cho một ít nước cất vào và cho vào các thành phần còn lại, đun sôi trên bếp điện
khuấy đều cho tan hết. Hòa trộn các thành phần này với nhau ta được môi trường cần
dùng.
Nhanh chóng phân môi trường vào các ống nghiệm và bình tam giác. Tránh để
môi trường dính lên thành ống nghiệm. Sau đó đậy nút bông và bao gói lại rồi đem
môi trường đi khử trùng. Khử trùng môi trường trong nồi hấp áp lực cao ở nhiệt độ
9 ml nước cất
9 ml nước cất
10
-1
10
-2
10
-3
10
-4
10
-5
10
-6
Đồ án chuyên môn GVHD: Hoàng Minh Thục
Quyên
khuẩn lạc mọc tách biệt và có vòng phân giải CaCO
3
lớn để cấy chuyền vào các ống
nghiệm thạch nghiêng hay các đĩa petri nhằm phụ vụ cho việc nhân giống cho sản
xuất.
1.2.2. Cấy chuyền giống sang ống nghiệm thạch nghiêng
- Bật đèn tử ngoại trong tủ cấy vô trùng khoảng 30 – 60 phút.
- Đốt đỏ que cấy trên ngọn lửa đèn cồn.
- Dùng tay trái mở nắp đĩa petri vừa cho đủ que cấy vào, tay phải cầm que cấy
chạm vào bề mặt thạch cho nguội đi và lấy một ít giống trên vòng que cấy sau đó đậy
nắp đĩa petri lại.
- Tay trái cầm ống nghiệm thạch nghiêng, tay phải mở nút bông bằng các kẽ
ngón tay và hơ miệng ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn, đưa que cấy có giống vào tận
đáy ống nghiệm. Nhẹ nhàng để đầu que cấy tiếp xúc với bề mặt thạch rồi đưa từ dưới
- Đảm bảo cho giống không được lẫn (hay nói cách khác là không bị nhiễm
các vi sinh vật khác), nếu bị nhiểm tức là ta thu được giống không thuần chủng.
- Đảm bảo cho giống không bị toái hoá, nghĩa là các đặc tính sinh lý, sinh thái,
sinh hoá, di truyền của nó không bị biến mất trong thời gian dài.
Đây là những mục đích hết sức quan trọng. Nếu không hoàn thành mục đích
này thì vấn đề giữ giống có đặt ra cũng như không.
1.3.2.Những phương pháp bảo quản giống vi sinh vật
Tuỳ từng điều kiện cụ thể của mỗi nhà máy, trường học, cơ quan nghiên cứu,
mà người ta đề ra nhưng phương pháp bảo quản giông khác nhau la:
a.Cấy truyền định kì
Là một phương pháp thường sử dụn nhất trong các phòng thí nghiệm.
Giống được cấy vào nhiều ống nghiệm (tối thiểu 3-5 ống), sau đó đem nuôi
trong tủ ấm. Sau khi nuôi lấy ống nghiệm ra và quan sát, chọn lấy những ống mọc đều,
tốt, không bị nhiễm các sinh vật khác. tiến hành kiểm tra bằng cách nghiên cứu các
đặc tính sinh lý, sinh hoá của chúng. Số còn lại cho vào tủ lạnh bảo quản ở nhiệt độ 3-
5
0
C, hoặc thấp hơn. Mục đích của bảo quản lạnh này là làm hạn chế sự phát triển và
phát triển của vi sinh vật, nhờ thế tránh cho chúng khỏi bị thoái hoá.
Thông thường đối với nấm men và vi khuẩn, người ta cấy truyền một tháng một
lần.Bằng phương pháp này có thể giữ giống được một thời gian khá dài qua hàng chục
năm.Tất nhiên trước khi đem sử dụng để sản xuất, phải tiến hành kiểm tra mọi đặc
tính giống. Nếu đảm bảo chất lượng mới cho sản xuất.
b. Cấy truyền và bảo quản dưới dầu vaselin
Đây là một phương pháp rất tốt, tránh được môi trường khỏi bị khô. Dầu đem
dùng phải tinh khiết và trung tính, có độ nhớt cao, không chứa sản phẩm oxy hoá hoặc
chất độc đối với vi sinh vật, có trọng riêng từ 0,8-0,9. Tốt nhât là dùng loại thường
dùng trong y học.
SVTH: Dương Văn Bằng Lớp 07SCB
2
phối trộn
Xử lý sơ bộ
Rửa sạch
muối 5%, gia vị Bột nếp
Thành
phẩm
Copyright: Tài liệu đại học ©